一种基于数字信道化接收机的测频精度优化方法技术

本发明专利技术公开一种适用于数字信道化接收机的相位差分测频优化方法，先将采样信号送入数字信道化多相滤波器组，获得1~128信道的输出信号，求得每一个信道对应的瞬时相位和瞬时幅度；再通过相位差分法获得信号的瞬时相位差和瞬时频率；根据瞬时幅度计算出当前噪声水平的估计值；根据每个信道的瞬时幅度进行信号检测对应检测结果；对于每一个信道输出的幅度，记其两个相邻信道中幅度较大者的频率和检测结果；最后根据每个信道的瞬时频率、瞬时幅度以及相邻以及信号检测结果，进行频率补偿计算，得到补偿后的频率结果。本发明专利技术提供一种基于数字信道化接收机的测频精度优化方法，使得频率处于信道边缘的窄脉冲信号也能获得较高的测频精度。频精度。频精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字信道化接收机的测频精度优化方法


[0001]本专利技术涉及数字信道化接收机技术，具体涉及一种基于数字信道化接收机的测频精度优化方法。

技术介绍

[0002]数字信道化是对一个宽频带进行分割，把频段划分成若干个不同的子频段，又称信道，再同时处理进入各个信道的信号分量。利用低通混频滤波可以对信道进行均匀划分，如图1所示，其原理是将信号同时通过D个本振进行变频进入到D个信道，变频后的D个信号总有一个信号的频点落入低通滤波器的通带，这个信道的信号就能通过低通滤波器，并且由于带宽变小，可以D倍降采样，也不会造成频谱混叠。
[0003]实信号低通滤波结构的信道划分如图2所示，图2(a)为理想信道划分，考虑到滤波器的过渡带，实际信道划分如图2(b)，黄色区域为真实存在的信道，红色框线区域为真实信道的镜像信道(实际上并不存在)，每个真实信道的中心频率ω
k
为：D为信道个数，k为信道号，k＝0，1，2，3，
…
，D
‑
1。
[0004]经过数字信道化之后，采用CORDIC算法实现幅度和相位测量，然后通过相位差分进行频率测量，其原理如下所述，假设一个信号在第n个采样点的瞬时相位为：
[0005]其中为信号的初相，f为信号频率，fs为采样率，则频率与相位的对应关系为：
[0006]其中θ(n)
‑
θ(n
‑
1)为相位一阶差分。
[0007]当一个脉冲信号经过低通滤波后，其频谱会发生改变，如果脉冲信号的3dB带宽都处于滤波器通带，则低通滤波后，信号的频率几乎不发生改变，但是，如果信号带宽一部分处在滤波器通带，另一部分处于滤波器过渡带或者阻带，则信号的频谱会因为低通滤波而发生改变，信号的瞬时频率会与其真实频率存在偏差。
[0008]在信道化结构中，当脉冲信号比较窄时，意味着信号的频谱比较宽，信号带宽接近单个信道的通带带宽，如果该信号的频点落入信道的边缘，则信号的大部分能量会分散到相邻信道，进而发生频谱失真的情况，经相位差分法测频后，测频结果会存在偏差，信号频率测量不准。

技术实现思路

[0009]专利技术目的：本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于数字信道化接收机的测频精度优化方法，使得频率处于信道边缘的窄脉冲信号也能获得较高的测频精度。
[0010]技术方案：本专利技术的一种适用于数字信道化接收机的相位差分测频优化方法，包
括以下步骤：
[0011]步骤S1、先将采样速率为fs的信号送入128信道的实信号的数字信道化多相滤波器组，以获得1～128信道的输出y
k
(n)；所述实信号的多相滤波器形式如下：
[0012][0013]m＝Dn
[0014][0015]h(m)为低通滤波器，x(m)为输入信号；m是指输入信号序列的序列点编号；n是指输出信号(D倍降采样之后)的序列点编号；j是指单位虚数；ω
k
是指第k信道的本振频率；D是指信道数也就是指降采样的倍数；
[0016]然后使用Cordic算法求得每一个信道对应的瞬时相位Pha
k
(n)和瞬时幅度Abs
k
(n)；
[0017][0018][0019]为信号的初相，k为信道号且k＝1，2，3..，128；real代表信号的实部，imag代表信号的虚部；
[0020]步骤S2、通过相位差分法获得信号的瞬时相位差Pha_Sub
k
(n)和瞬时频率Fre
k
(n)；
[0021]Pha_Sub
k
(n)＝Pha
k
(n)
‑
Pha
k
(n
‑
1)；
[0022][0023]Pha
k
(n)
‑
Pha
k
(n
‑
1)为瞬时相位的一阶差分；
[0024]步骤S3、根据瞬时幅度Abs
k
(n)计算出当前噪声水平的估计值
[0025][0026]l是指虚警及灵敏度，l的取值为100～300，l越小，则虚警越高且灵敏度越好；z为用于累加运算的中间计算变量
[0027]步骤S4、根据每个信道的瞬时幅度Abs
k
(n)以及来进行信号检测，得到每个信道的检测结果ispass
k
(n)；
[0028]如果则ispass
k
(n)＝1，否则为ispass
k
(n)＝0；
[0029]步骤S5、对于每一个信道输出的幅度Abs
k
(n)，记其两个相邻信道中幅度较大者的值为：Abs_N
k
(n)＝max{Abs
130
‑
k
(n)，Abs
129
‑
k
(n)}，记其对应信道的频率和检测结果分别为Fre_N
k
(n)和ispass_N
k
(n)；
[0030]步骤S6、根据每个信道的瞬时频率Fre
k
(n)、瞬时幅度Abs
k
(n)以及相邻以及信号检测结果，进行频率补偿计算，得到补偿后的频率结果Fre
′
k
(n)；
[0031][0032]有益效果：本专利技术对于窄脉冲测频精度的提升十分明显。通过信道间频率加权平均，对单个信道的测频偏差进行了有效补偿，对于处在信道边缘的脉宽为100ns的窄脉冲，测频精度能提升2.5MHz左右。
附图说明
[0033]图1为现有技术中低通混频滤波信道化结构；
[0034]图2为现有技术中信道划分示意图；其中，图2(a)为理想信道划分，图2(b)为现有技术实际信道划分；
[0035]图3为本专利技术的信道化结构示意图；
[0036]图4为实施例中接收机17信道信号图；
[0037]图5为实施例中接收机113信道信号图；
[0038]图6为实施例中接收机17信道信号幅度和频率示意图；
[0039]图7为实施例中接收机113信道信号幅度和频率示意图；
[0040]图8为实施例中加权平均后频率测量结果图；
[0041]图9为实施例中不采用频率加权的测频精度示意图；
[0042]图10为实施例中采用频率加权后的测频精度图；
[0043]图11为仿真试验中的17信道和113信道的信号幅度图；
[0044]图12为仿真试验中17信道和113信道的功率谱图；
[0045]图13为仿真试验中某时刻128信道的信号幅度图；
[0046]图14为仿真试验中某时刻128信道的信号频率图；
[0047]图15为仿真试验中每个脉冲的测频结果示意图。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于数字信道化接收机的相位差分测频优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、先将采样速率为fs的信号送入128信道的实信号的数字信道化多相滤波器组，以获得1～128信道的输出y
k
(n)；所述实信号的多相滤波器形式如下：m＝Dnh(m)为低通滤波器，x(m)为输入信号；m是指输入信号序列的序列点编号；n是指输出信号的序列点编号；j是指单位虚数；ω
k
是指第k信道的本振频率；D是指信道数；然后使用Cordic算法求得每一个信道对应的瞬时相位Pha
k
(n)和瞬时幅度Abs
k
(n)；(n)；(n)；为信号的初相，k为信道号且k＝1，2，3
··
，128；real代表信号的实部，imag代表信号的虚部；步骤S2、通过相位差分法获得信号的瞬时相位差Pha_Sub
k
(n)和瞬时频率Fre
k
(n)；Pha_Sub
k
(n)＝Pha
k
(n)
‑
Pha
k
(n
‑
1)；Pha
k
(n)
‑
Pha
k
(n
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晃，李继锋，朱文明，孙有为，
申请(专利权)人：扬州宇安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：