[发明专利]一种微弱信号提取方法及系统

说明书

本发明公开了一种微弱信号提取方法及系统。本发明首先对被测的微弱信号进行FFT变换，通过获取FFT变换后的数据计算被测信号的各个频率分量的频率信息，进而进行互相关检测完成对微弱信号的恢复。本发明专利使用FFT变换和互相关结合的方法完成对微弱信号的提取，相比而言可以避免多次迭代，计算量相对自相关互相关结合的方法低。

技术领域

本发明涉及微弱信号提取领域，特别是涉及一种微弱信号提取方法及系统。

背景技术

在对微弱信号测量的过程中传统的互相关检测法需要知道接收信号的重复周期或者频率信息，于接收端产生同接收信号相同频率的参考信号进而完成对微弱信号的提取。但是对于多音信号或者非周期信号，即微弱信号中包含多个频率分量的情况，则需要取得被测信号的自相关函数逐次迭代进而确定被测信号中的频率信息。当被测信号中含有较多的频率分量时这一过程将十分复杂，且计算量很大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种微弱信号提取方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种微弱信号提取方法，所述方法包括：

按照设定的频率采集外部输入的微弱信号，得到采样序列，所述采样序列包括多个信号点以及多个频率分量；

对所述采样序列进行快速傅里叶变换，得到变换序列；

计算所述变换序列中各段幅度绝对值最高的信号点对应的频率；

根据所述变换序列生成标准正余弦序列；

计算所述标准正余弦序列与所述采样序列的相关值；

根据所述相关值，计算各频率分量的相位值以及幅度值；

通过逐次比较法获取所述各频率分量的幅度值的最大幅度值；

通过幅度阈值以及所述最大幅度值更新所有频率分量的幅度值；

根据所述幅度绝对值最高的信号点对应的频率、所述各频率分量的相位值以及更新后的频率分量的幅度值，对微弱信号进行提取。

可选的，所述计算所述变换序列中各段幅度绝对值最高的信号点对应的频率，具体包括：

将所述变换序列分为多段；

通过逐次比较法获取各段中幅度绝对值最高的信号点以及幅度绝对值最高的信号点的位置；

根据各段所述幅度绝对值最高的信号点的位置，计算各段内所述幅度绝对值最高的信号点对应的频率。

可选的，所述根据所述变换序列生成标准正余弦序列，具体包括：

根据各段内所述幅度绝对值最高的信号点对应的频率，生成标准正余弦序列。

可选的，所述根据所述相关值，计算各频率分量的相位值以及幅度值，具体包括：

根据所述相关值，采用四象限反正切法计算各频率分量的相位值；

根据所述相关值以及所述相位值计算各频率分量的幅度值。

一种微弱信号提取系统，所述系统包括：

前置放大采集电路，用于采集并放大外部输入的微弱信号，得到采样序列；

FPGA，与所述前置放大采集电路连接，用于对所述采样序列进行快速傅里叶变换，得到变换序列；

处理器，与所述FPGA连接，用于根据所述变换序列对所述微弱信号进行提取。

可选的，所述前置放大采集电路包括：

低通滤波器，用于对所述微弱信号进行滤波；