[发明专利]一种基于扫描精确估计载波频率的方法

说明书

本发明特别涉及一种基于扫描精确估计载波频率的方法，包括如下步骤：(A)对采样信号进行FFT，初步估计频率得到f_{c_est0}，其中快速傅里叶变换分辨点代表的频率为Δf₀；(B)以f_{c_est0}为基点，在正负1个分辨点内进行逐点扫描并处理，每扫描一个频点执行步骤C‑E，所有频点扫描完毕后执行步骤F；(C)生成特定频点的正交本地载波；(D)将该正交本地载波与采样信号混频；(E)将混频后的信号进行累加；(F)判断所有扫描频点中功率最大的点，其所对应的频率即为该信号的准确频率。该方案能提高分辨率，不受限于原始信号是否为完整周期，估计精度改善更为明显；同时，这里只是针对很小一段区间进行采样点数增加，使得该算法简单、计算量小，且能够实时处理，易于工程应用。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种基于扫描精确估计载波频率的方法。

背景技术

信号的载波频率估计是通信、雷达、声纳以及电子对抗等领域信号处理中的一个重要问题。基于参数模型的谱估计、最大熵谱估计等方法具有频率分辨率高的优点，但对于长序列，其预算量大，不利于实时处理。而基于离散傅里叶变换(简称DFT)的谱分析方法，可在快速傅里叶变换(简称FFT)基础上优化频率估计精度，是一种运算速度快、估计精度高的实时信号处理方法。但是，由于DFT的频率分辨率和频率估计精度取决于信号的测量时间长度，实际应用中不能任意延长信号的持续时间，是的DFT的频率分辨率和估计精度收到限制。

现有技术中，基于DFT的频率估计算法中，均是在DFT后再优化估计精度，如在时域采用最小二乘线性回归的方法，利用瞬时相位估计信号频率，或利用傅里叶幅度谱插值来提高频率估计精度等优化方法，当原始信号不是完整周期时，DFT后的信号幅度相对最高点不对称，仅用插值法对精度的改善十分有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算量小、精度高、能实时处理易于工程实现的基于扫描精确估计载波频率的方法。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：包括如下步骤：(A)对采样信号进行快速傅里叶变换，初步估计频率得到估计值f_{c_est0}，其中快速傅里叶变换分辨点代表的频率为Δf₀；(B)以f_{c_est0}为基点，在其周围正负1个分辨点内按照预设的扫描步进进行逐点扫描并处理，每扫描一个频点，执行步骤C-E，所有频点扫描完毕后执行步骤F；(C)生成特定频点的正交本地载波；(D)将该正交本地载波与采样信号混频；(E)将混频后的信号进行累加，累加后保留下来的直流分量即可表示该频点功率大小；(F)判断所有扫描频点中功率最大的点，其所对应的频率即为该信号的准确频率。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过快速傅里叶变换获取粗估值，并在粗估值一定的范围内增加离散傅里叶变换的点数，从而提高分辨率，不受限于原始信号是否为完整周期，估计精度改善更为明显；同时，这里只是针对很小一段区间进行采样点数增加，使得该算法简单、计算量小，且能够实时处理，易于工程应用。

附图说明

图1是累加器模拟图；

图2是累加器频率响应特性；

图3是CW信号FFT法频率粗估图；

图4是CW信号DFT法频率扫描图；

图5是BPSK信号平方谱FFT法频率粗估图；

图6是BPSK信号平方谱DFT法频率扫描图。

具体实施方式

下面结合图1至图6，对本发明做进一步详细叙述。