一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法技术

本发明专利技术涉及信号参数测量领域，公开了一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法。包括：在频率测量电路中注入中频信号，记录每次注入的中频信号频点，采集每次一次校正电路的频载位置初步信息，并转换为测量的频率值；根据测量的频率值与注入的频率值，获得频率误差曲线；采用分段线性拟合算法用解析表达式拟合频率误差曲线；根据拟合后的频率误差曲线，对频载位置进行二次校正。本发明专利技术的技术方案在一次频谱校正的基础上，基于拟合的误差曲线，对频载位置进行二次校正，进一步缩小了频谱位置估计的误差范围；本发明专利技术的技术方案采用并行、流水化处理算法大大缩短了对信号载频信息的测量时间，具备对多信号的实时处理能力。

A Frequency Measurement Method Based on Finite Point Discrete Spectrum Correction

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法
本专利技术涉及信号参数测量领域，特别是一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法。
技术介绍
直接采用有限点离散频谱分析方法对实际信号的载频频率值进行测量时，当采样频率与待测信号载频频率不成整倍数关系时，直接测量频率与实际信号载频频率之间最大可以产生一个频率分辨力(采样频率除以有限点数)误差。在对频率测量精度要求较高的应用环境下，需要对直接采用有限点离散频谱分析结果进行校正，进一步减小最大误差范围以满足高精度频率测量要求。目前，对有限点离散频谱测量结果的校正方法主要包括：插值法、频谱细化法、能量重心法。插值法通过搜索离散频谱结果中的次大谱线和最大谱线的幅度比，进而计算出最大谱线与实际信号频率的偏差值，利用该偏差值对最大谱线处的频率和相位进行校正，当偏差值较小时，造成插值方向错误引发较大误差。频谱细化法通过移频、局部增加分辨点数等方式一定程度提高了频率测量精度，但处理复杂度高、等效分析点数多、实时性差。能量重心法利用各种窗谱的能量重心逼近坐标原点的特性进行离散频谱分析，频率估计精度与所选信号调制窗以及信噪比有关，通用性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述频率测量存在的问题，提供了一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法，具体包括以下过程：步骤1，在频率测量电路中注入中频信号，记录每次注入的中频信号频点，采集每次一次校正电路的频载位置初步信息，并转换为测量的频率值；步骤2，根据测量的频率值与注入的频率值，获得频率误差曲线；步骤3，采用分段线性拟合算法用解析表达式拟合频率误差曲线；步骤4，根据拟合后的频率误差曲线，对频载位置进行二次校正。进一步的，所述步骤1的具体过程为：步骤11，中频信号通过AD转换为数字中频信号，再进行时域加窗调制后送入并行FFT处理器；步骤12，FFT处理器按照流水信号片段时间更新离散复信号谱输出；步骤13，采用幅度拟合电路根据输出的复信号谱求取各个频率分辨信道的近似幅度值，将该近似幅度经门限检测后判断当前信号的初步位置；步骤14，获得的初步位置引导峰值搜索电路进行聚焦来确定局部最大谱线位置的初步信息。进一步的，所述步骤3中，拟合后的频率误差曲线在工作频段内、限定的信噪比条件下满足设定的频率精度要求。进一步的，所述步骤3中，还包括拟合后频率误差曲线的验证过程：将解析表达式拟合后的误差曲线添加至一次校正电路的实现逻辑中；再次将不同功率、不同频点、不同信噪比的中频信号注入频率测量电路，重复步骤1～步骤3，调整解析表达式拟合的误差曲线，直到该频率测量电路在工作频段内、限定的功率范围内、限定的信噪比条件下满足测频精度要求。进一步的，所述步骤4的具体过程为：所述峰值搜索电路同时输出多个谱线位置的初步信息，所述谱线位置的初步信息传输到位置校正单元，位置校正单元根据输出的谱线位置以及预先获得的拟合的误差曲线进行校正。进一步的，所述谱线位置的初步信息还传输到位置同步单元，位置同步单元完成数据处理的时序同步，然后输出给位置校正单元。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术的技术方案在一次频谱校正的基础上，基于拟合的误差曲线，对频载位置进行二次校正，进一步缩小了频谱位置估计的误差范围；本专利技术的技术方案采用并行、流水化处理算法大大缩短了对信号载频信息的测量时间，改善了串行化、间歇式离散傅里叶变换技术带来的离散谱信息提取时间长、实时性差的问题，具备对多信号的实时处理能力；本专利技术的技术方案可以用于通信、雷达、电子侦察、导航等电子设备中，实现对各种信号载频的快速准确测量。附图说明图1是基于有限点离散频谱校正的频率测量方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。如图1所示，本实施例的频率测量方法包括两次校正过程：一次校正：在频率测量电路中注入中频信号，记录每次注入的中频信号频点，采集每次一次校正电路的频载位置初步信息，并转换为测量的频率值；其中频载位置初步信息产生在峰值搜索过程之后；一次校正后，部分频段仍然残留较大的位置偏差。二次校正：根据测量的频率值与注入的频率值，获得频率误差曲线；采用分段线性拟合算法用解析表达式拟合频率误差曲线；根据拟合后的频率误差曲线，对频载位置进行二次校正。上述二次校正的过程根据时域、频域以及不同信噪比条件下的实测误差分布拟合出适应大多数情况的二次校正误差曲线，进一步缩小了频谱位置估计的误差范围。实施例1：一次校正的具体过程：所述步骤1的具体过程为：中频信号通过AD转换为数字中频信号，再进行时域加窗调制后送入并行FFT处理器；FFT处理器按照流水信号片段时间更新离散复信号谱输出；采用幅度拟合电路根据输出的复信号谱求取各个频率分辨信道的近似幅度值，将该近似幅度经门限检测后判断当前信号的初步位置；获得的初步位置引导峰值搜索电路进行聚焦来确定局部最大谱线位置的初步信息。实施例2：拟合后的频率误差曲线在工作频段内、限定的信噪比条件下满足设定的频率精度要求。经过一次拟合后，误差曲线的频率精度不一定满足要求，所以还需要对拟合后频率误差曲线进行验证：将解析表达式拟合后的误差曲线添加至一次校正电路的实现逻辑中；再次将不同功率、不同频点(再次注入的中频信号频点要在工作频率范围内)、不同信噪比的中频信号注入频率测量电路，重复步骤1～步骤3，调整解析表达式拟合的误差曲线，直到该频率测量电路在工作频段内、限定的功率范围内、限定的信噪比条件下满足测频精度要求。实施例3：基于实施例2获得的误差曲线，在一次校正的基础上进行二次校正。所述峰值搜索电路同时输出多个谱线位置的初步信息，所述谱线位置的初步信息传输到位置校正单元，位置校正单元根据输出的谱线位置以及预先获得的拟合的误差曲线进行校正。所述谱线位置的初步信息还传输到位置同步单元，位置同步单元完成数据处理的时序同步，然后输出给位置校正单元。位置同步单元保证了数据处理的时序同步。本专利技术并不局限于前述的具体实施方式。本专利技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本专利技术权利要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法，其特征在于，具体包括以下过程：步骤1，在频率测量电路中注入中频信号，记录每次注入的中频信号频点，采集每次一次校正电路的频载位置初步信息，并转换为测量的频率值；步骤2，根据测量的频率值与注入的频率值，获得频率误差曲线；步骤3，采用分段线性拟合算法用解析表达式拟合频率误差曲线；步骤4，根据拟合后的频率误差曲线，对频载位置进行二次校正。

【技术特征摘要】
1.一种基于有限点离散频谱校正的频率测量方法，其特征在于，具体包括以下过程：步骤1，在频率测量电路中注入中频信号，记录每次注入的中频信号频点，采集每次一次校正电路的频载位置初步信息，并转换为测量的频率值；步骤2，根据测量的频率值与注入的频率值，获得频率误差曲线；步骤3，采用分段线性拟合算法用解析表达式拟合频率误差曲线；步骤4，根据拟合后的频率误差曲线，对频载位置进行二次校正。2.如权利要求1所述的基于有限点离散频谱校正的频率测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：步骤11，中频信号通过AD转换为数字中频信号，再进行时域加窗调制后送入并行FFT处理器；步骤12，FFT处理器按照流水信号片段时间更新离散复信号谱输出；步骤13，采用幅度拟合电路根据输出的复信号谱求取各个频率分辨信道的近似幅度值，将该近似幅度经门限检测后判断当前信号的初步位置；步骤14，获得的初步位置引导峰值搜索电路进行聚焦来确定局部最大谱线位置的初步信息。3.如权利要求2所述的基于有限点离散频谱校正的频率测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭源，顾杰，郑坤，尹鑫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51