[发明专利]基于FFT的调制谱快速细化方法

摘要

本发明公开一种基于FFT的调制谱快速细化方法，该方法包括如下步骤：（1）由分析频率范围初步确定采样频率；（2）设定观察窗口宽度以得到预期的采样数据个数；（3）数据分组以得到实际采样数据个数；（4）调整采样频率使观察窗口与分析频率范围对应；（5）采样数据并分组做FFT；（6）计算起始谱线，求细化谱。具有如下有益效果及优点：①本发明采用基于直接FFT与任意基FFT相结合的算法，对调制谱细微结构的分辨率与直接FFT一致、比ZFFT更高；②本发明方法的运算速度比直接FFT、ZFFT快2倍以上，针对不同应用要求通过合理选取观察窗口宽度2M、半带宽扩展系数α或采样系数β可提高到直接FFT的4倍以上。

主权项

1.一种基于FFT的调制谱快速细化方法，包括由分析频率范围初步确定采样频率的步骤一，设定观察窗口宽度以得到预期采样数据个数的步骤二，数据分组以得到实际采样数据个数的步骤三，调整采样频率使观察窗口与分析频率范围对应的步骤四，采样数据并分组做FFT的步骤五，计算起始谱线并求细化谱的步骤六；其特征在于：步骤一，对于调制频率fz、载波频率fc的信号，取半带宽扩展系数为α，则所需的分析频率范围是：fc‑αfz到fc+αfz，初步确定满足采样定理的采样频率fi=β(fc+αfz)，其中采样系数β≥2；步骤二，根据实际应用需要设定观察窗口宽度为2M条谱线，可知预期采样数据Ñ与采样频率fi、观察窗口预定频谱分辨率Δfi的关系为Ñ=fi/Δfi，其中Δfi＝αfz/2M‑1，M为使2M满足观察谱线数要求的正整数；步骤三，为能观察到2M条有效谱线，据FFT对称性取Q＝2M＋1，按任意基FFT原则将数据分为P=INT（Ñ/Q+0.5）组且每组Q点，则实际采样数据个数N=P×Q；步骤四，为使2M条有效谱线能表示所需的分析频率范围：fc‑αfz到fc+αfz，需调整采样频率fs＝fc*N/λ使载波频率fc的谱线位于观察窗口中心，若fs<2(fc+αfz)，则返回第一步重新确定采样系数β值，其中λ为观察窗口中心谱线号；步骤五，按采样频率fs采样N个数据，并在采样同时分为P组Q点的形式存放，采样结束后对已采集P组Q点数据分别做直接FFT；步骤六，由采样频率fs和数据个数N计算观察窗起始谱线L0＝INT(N*(fc‑αfz)/fs+0.5)，从L0处开始按下式计算2M条谱线即为所需的细化谱式中k＝L0, L0+1,……,L0+2M ‑1；l＝0, 1,……,P‑1；Gl(k)= Gl(Z*Q+y)= Gl(y)，Gl(y)为P组FFT结果中的一个值，Z为正整数，0≤y≤Q‑1。