[發明專利]一種提高頻譜監測信道選擇性的方法

在審

• 申請號: 202110639897.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113391122A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 王鋒;向長波;張超;李曉軍;呂天志
• 申請（專利權）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165;G06F17/14
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種提高頻譜監測信道選擇性的方法，屬于電子信息技術領域。本發明通過提升頻譜監測信道的選擇性來提高頻譜信道化監測效率；本發明中通過增加疊接數據段的數目即可增加頻譜子信道選擇性，進而降低子信道頻帶內噪聲，提高子信道信噪比，改善頻譜監測靈敏度；提高信道選擇性，改善頻譜監測靈敏度，可提高對弱信號的監測能力；提高信道選擇性，改善頻譜監測靈敏度，可擴展頻譜監測動態范圍。

技術領域

本發明屬于電子信息技術領域，具體涉及一種提高頻譜監測信道選擇性的方法。

背景技術

在復雜電磁環境中發現并截獲信號是頻譜監測的基本功能。頻譜監測需要獲得信號的頻譜，而各種信號占用特定的信道帶寬，因此頻譜信道化監測是獲得良好頻譜監測能力的前提。然而，信號在傳播過程中因多徑時延、多普勒頻移、衰落、無線電干擾、路徑損耗等因素，使得接收端收到的信號發生弱化畸變，使得多路信號在頻譜監測信道之間相互干擾，容易造成信道監測能力變得很差。

頻譜計算通常采用加窗傅里葉變換來實現，簡稱加窗FFT；其基本處理步驟如圖1所示：

1)首先讀取N個數據進行加窗運算，窗長度為N；

2)然后做N點傅里葉變換得到N個頻域數據。

加窗FFT可以看成是一個單輸入多輸出的濾波器組，N點加窗FFT相當于用N個濾波器構成的濾波器組對輸入信號序列進行濾波操作，加窗FFT的數學表達式如下式所示，x(n)為輸入時域信號序列

其中，n為時刻點，w為窗函數，N為窗口的時域寬度，m為信道序號或離散頻率，于是y(n,m)表示n時刻第m個信道輸出的頻域信號，N個FFT頻點共同構成n時刻長度為N的時域采樣數據的頻譜分布，即每個FFT頻點信息可看做一個子信道的監測結果，并且這N個濾波器的選擇性決定了各子信道的信號選擇能力。設fs為x(n)的數據速率，則在頻域將fs均勻劃分為N個離散頻帶，即N個子信道，考慮窗函數的性質，設窗函數的歸一化3dB帶寬因子為k，則加窗FFT頻譜上的每個子信道寬度為因此，為了增強信道選擇性，現有技術通常是通過增大FFT計算點數N或選用頻域主瓣較窄的窗函數來實現。

現有技術的缺點在于：

1)通過增大FFT計算點數提高信道選擇性

加窗FFT的信道化帶寬限制為k·fs/N，通過增加FFT計算點數N可減小子信道帶寬，但是增大FFT計算點數可能會造成信號實際信道被分割為若干個信道內，難以確定信號所處的信道，不利于信道化監測；并且增加FFT點數直接增加了數字處理器計算FFT所需的計算資源，成本較高。

2)選用頻域主瓣較窄的窗函數來提高信道選擇性

加窗FFT的信道化帶寬限制為k·fs/N，可以選用主瓣寬度比較窄的窗函數來實現信道化。對比分析幾種常用的窗函數，如矩形窗、三角窗、漢寧窗和漢明窗，它們的k值依次是0.89、1.28、1.44和1.33；它們在頻域內最大旁瓣相對于主瓣的降幅依次是-13dB、-27dB、-32dB和-42dB。可見只有矩形窗的k值最小，然而矩形窗旁瓣幅度很大，旁瓣會對相鄰信道造成混疊干擾，使得信道化監測效率降低。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種提高頻譜監測信道選擇性的方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種提高頻譜監測信道選擇性的方法，包括如下步驟：

步驟1：讀取L*N個采樣數據；

步驟2：數據加窗；

對步驟1中的L*N個采樣數據進行加窗運算，窗長度為L*N；

步驟3：加窗結果分段；