線性調頻信號調頻率的估計方法及裝置的制造方法

線性調頻信號調頻率的估計方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種線性調頻信號調頻率的估計方法及裝置，其中，方法包括以下步驟：獲取待分析信號的調頻率最大值；獲取調頻率誤差，以得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數；將信號均分，以統計信號對應的第一過零數與第二過零數；判斷第一過零數是否小于第二過零數；如果是，則根據轉角及其個數得到待分析信號的分數階傅里葉變換的前半段，否則得到后半段；獲取轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值；獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角度；根據調頻率最大值、旋轉角度得到調頻率。本發明實施例的估算方法不但計算速度快，而且可以根據絕對誤差要求調整計算速度，提高調頻率的估計精度。
【專利說明】
線性調頻信號調頻率的估計方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及信號處理技術領域，特別涉及一種線性調頻信號調頻率的估計方法及 裝置。
【背景技術】
[0002] 線性調頻信號具有低峰值功率、大時寬帶寬積的特性，有較好的可壓縮性，從而使 得線性調頻信號在聲吶和雷達等領域得到廣泛應用。其中，調頻率是表征線性調頻信號頻 率特性的基本參數，其估計問題是一直是信號處理領域的重要研究內容。
[0003] 相關技術中，常用的線性調頻信號調頻率的估計方法有子孔徑相關法、PGA(Phase Gradient Autofocus，相位梯度自聚焦法)法、最小熵方法和Wigner-Hough變換等等。然而， 子孔徑相關法要求子孔徑間的相關性較強，才能實現較高精度的參數估計，一旦場景內分 辨單元反射率低、無明顯特征或強散射點，則計算誤差較大;PGA法雖然精度較高，但計算量 較大;最小熵值方法可以利用圖像熵和相位誤差的函數關系估算調頻率，但估計相位誤差 時所需迭代次數較多，計算量較大;Wigner-Hough變換可以利用基于回波信號的二維時頻 平面進行Hough變換來估算調頻率，該算法的優點是在高噪聲條件下仍能得到高精度的結 果，但是同樣也有計算量大的缺點。

【發明內容】

[0004] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0005] 為此，本發明的一個目的在于提出一種線性調頻信號調頻率的估計方法，該方法 可以調整計算速度，并且提高調頻率的估計精度。
[0006] 本發明的另一個目的在于提出一種線性調頻信號調頻率的估計裝置。
[0007] 為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種線性調頻信號調頻率的估計方 法，包括以下步驟:根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號的調頻率最大值;獲 取調頻率誤差，以得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數;將所述待分析信號均分為第一 分析信號與第二分析信號;統計所述第一分析信號與第二分析信號對應的第一過零數與第 二過零數;判斷所述第一過零數是否小于所述第二過零數;如果所述第一過零數小于所述 第二過零，則根據所述轉角及其個數得到所述待分析信號的分數階傅里葉變換的前半段， 否則根據所述轉角及其個數得到所述待分析信號的分數階傅里葉變換的后半段;獲取所述 轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值;獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角 度;根據所述調頻率最大值、所述旋轉角度得到調頻率。
[0008] 本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法，可以基于分數階傅里葉變換， 以信號的部分變換系數的方差追蹤最佳旋轉角，來實現對調頻率的估算，具有計算量小的 優點，且可以根據調頻率的精度要求，調節計算量，使計算速度具備適應性，提高了線性調 頻信號調頻率的計算速度。
[0009] 另外，根據本發明上述實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法還可以具有以下 附加的技術特征：
[0010]進一步地，在本發明的一個實施例中，所述調頻率最大值的計算公式為：
[0012] 其中，kmax為所述調頻率最大值，^為所述信號采樣頻率，At為所述信號采樣時 長。
[0013] 進一步地，在本發明的一個實施例中，所述轉角及其個數的計算公式為：
[0015]
U = 1、2、··.、〃），c為常系數，α和η分別為所述轉角及 其個數。
[0016] 進一步地，在本發明的一個實施例中，所述獲取所述轉角及其個數下變換結果的 方差及對應的方差值進一步包括:計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i) (i = l、2、3、…、η)，其中，方差計算公式為：
[0017] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0018] 其中，X(u)為所述分數階傅里葉變換的前半段或者所述分數階傅里葉變換的后半 段A = l 2、3、…、
，N為信號的采樣點數。
[0019] 另外，在本發明的一個實施例中，如果所述第一過零數小于所述第二過零，則所述 調頻率的計算公式為：
[0020] Kp = kmax · cot(a〇)，
[0021] 如果所述第一過零數大于所述第二過零，則所述調頻率的計算公式為：
[0022] Kp = -kmax · C〇t(a。），
[0023] 其中，心為所述調頻率，a。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。
[0024] 為達到上述目的，本發明另一方面實施例提出了一種線性調頻信號調頻率的估計 裝置，包括:第一獲取模塊，用于根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號的調頻 率最大值，并且獲取調頻率誤差，以得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數;處理模塊，用 于將所述待分析信號均分為第一分析信號與第二分析信號；，并且統計所述第一分析信號 與第二分析信號對應的第一過零數與第二過零數;判斷模塊，用于判斷所述第一過零數是 否小于所述第二過零數;計算模塊，當所述第一過零數小于所述第二過零時，用于根據所述 轉角及其個數得到所述待分析信號的分數階傅里葉變換的前半段，否則根據所述轉角及其 個數得到所述待分析信號的分數階傅里葉變換的后半段;第二獲取模塊，用于獲取所述轉 角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值，并且獲取最大方差值，并得到對應的旋轉 角度，以根據所述調頻率最大值、所述旋轉角度得到調頻率。
[0025] 本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置，可以基于分數階傅里葉變換， 以信號的部分變換系數的方差追蹤最佳旋轉角，來實現對調頻率的估算，具有計算量小的 優點，且可以根據調頻率的精度要求，調節計算量，使計算速度具備適應性，提高了線性調 頻信號調頻率的計算速度。
[0026] 另外，根據本發明上述實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置還可以具有以下 附加的技術特征：
[0027] 進一步地，在本發明的一個實施例中，所述調頻率最大值的計算公式為：
[0029]其中，kmax為所述調頻率最大值，^為所述信號采樣頻率，At為所述信號采樣時 長。
[0030]進一步地，在本發明的一個實施例中，所述轉角及其個數的計算公式為：
[0032]
，以=1、2、…、 /7 )，c為常系數，α和η分別為所述轉角及 其個數。
[0033] 進一步地，在本發明的一個實施例中，所述第二獲取模塊還用于計算η個轉角α下 變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、2、3、…、η)，其中，方差計算公式為：
[0034] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0035] 其中，X(u)為所述分數階傅里葉變換的前半段或者所述分數階傅里葉變換的后半 段，M=l、2、3、…
，N為信號的采樣點數。
[0036] 另外，在本發明的一個實施例中，當所述第一過零數小于所述第二過零時，所述調 頻率的計算公式為：
[0037] KP = kmax · cot(a〇)，
[0038] 當所述第一過零數大于所述第二過零時，所述調頻率的計算公式為：
[0039] KP = -kmax · cot(a〇)，
[0040] 其中，心為所述調頻率，a。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。
[0041] 本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0042] 本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0043] 圖1為根據本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法的流程圖；
[0044] 圖2為根據本發明一個實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法的流程圖；
[0045] 圖3為根據本發明一個實施例的不同轉角下的信號s的前半段分數階傅里葉變換 的方差示意圖；
[0046] 圖4為根據本發明一個實施例的不同c值下的調頻率估計值示意圖；
[0047] 圖5為根據本發明一個實施例的不同c值下的調頻率估計值的誤差百分比示意圖； 以及
[0048] 圖6為根據本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0049] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0050] 下面參照附圖描述根據本發明實施例提出的線性調頻信號調頻率的估計方法及 裝置，首先將參照附圖描述根據本發明實施例提出的線性調頻信號調頻率的估計方法。
[0051] 圖1是本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法的流程圖 [0052]如圖1所示，該線性調頻信號調頻率的估計方法包括以下步驟：
[0053]在步驟S101中，根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號的調頻率最大 值。
[0054]其中，在本發明的一個實施例中，調頻率最大值的計算公式為：
[0056]其中，kmax為調頻率最大值，fs為信號采樣頻率，△ t為信號采樣時長。
[0057]也就是說，如圖2所示，第一步:計算待分析信號s調頻率最大值。其中，第一步包括 信號調頻率最大值kmax的計算過程。最大調頻率kmax計算公式為：
[0059]在步驟S102中，獲取調頻率誤差，以得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數。
[0060]其中，在本發明的一個實施例中，轉角及其個數的計算公式為：
[0062]>_ (? = 1、2、."、《:)，c為常系數，α和η分別為轉角及其個 數。
[0063] 進一步地，第二步:輸入調頻率誤差ε，計算分數階傅里葉變換轉角α及其個數η，其 中，第二步包括根據最大調頻率絕對誤差計算分數階傅里葉變換旋轉角度α個數η的計算過 程。
[0064]旋轉角度α及其個數η的計算公式為：
[0067] 其中，c為常系數，為了增加分辨率，可適當增加 η值，c 一般大于1，為2的整數冪較 好，α單位為°。
[0068] 在步驟S103中，將待分析信號均分為第一分析信號與第二分析信號。
[0069]進一步地，第三步:將信號s均分為兩段，且為81和82。其中，第三步包括了判斷調頻 率符號的過程，需要先將信號均分為兩部份81和82。
[0070]在步驟S104中，統計第一分析信號與第二分析信號對應的第一過零數與第二過零 數。
[0071 ] 進一步地，第四步：統計si和S2的過零數，且對應分別為numi和num2。其中，第四步 需要計算si和S2過零次數，分別為numi和num2，計算過程為：
[0072] 待處理信號為奴"^二^^^^一為信號長度沁構建兩個信號幻^^么二]、 3、4、~、J-i，J為信號x(j)長度)和12〇2)〇2 = 2、3、4、~^為信號奴」）長度），生成新的信 號X〇(j〇):
[0073] xo( jo)=xi( ji) · X2(j'2),式4
[0074] 統計xo( jo)中值小于0元素的個數。分別對si和S2進行上述過程處理，得到numi和 num2〇
[0075]在步驟S105中，判斷第一過零數是否小于第二過零數。
[0076] 進一步地，第五步:對比numi是否小于num2。即言，第五步包括了對比numi是否小于 num2大小的過程。
[0077]在步驟S106中，如果第一過零數小于第二過零，則根據轉角及其個數得到待分析 信號的分數階傅里葉變換的前半段，否則根據轉角及其個數得到待分析信號的分數階傅里 葉變換的后半段。
[0078] 進一步地，第六步：當numi小于num2時，則計算η個轉角α下，信號S分數階傅里葉變 換的前半段，即，X(u)，（W=l、2、3......
.說為信號的采樣點數）；否則，計算信號 s分數階傅里葉變換的后半段，即，X(u)，
、…、N，N 為信號的采樣點數)。
[0079 ]具體地，第六步包括了根據numi和nuim大小，分別計算信號s對應范圍的分數階傅 里葉變換的過程，且為：
[0080]當numi小于num2時，則計算η個轉角α下，信號S分數階傅里葉變換的前半段，gp，X (u)，（《=l、2、3、為信號的采樣點數）；否則，計算信號s分數階傅里葉變換 的后半段，即，X(u)，（M= +1、…、見7V為信號的采樣點 數)。
[0081] 以此減少計算量，加快計算速度。
[0082] 在步驟S107中，獲取轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值。
[0083] 進一步地，在本發明的一個實施例中，獲取轉角及其個數下變換結果的方差及對 應的方差值進一步包括:計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D( i)(i = 1、2、 3、…、n)，其中，方差計算公式為：
[0084] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0085] 其中，X(u)為分數階傅里葉變換的前半段或者分數階傅里葉變換的后半段， w = l、.2、3_、…、:，.N為信號的米樣點數。
[0086] 進一步地，第七步:計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、 2、3、…、η)。其中，第七步包括計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = 1、2、3、…、η);方差計算公式為：
[0087] D = E{X(u)_E[X(u)]}2。式 5
[0088]在步驟S108中，獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角度。
[0089] 進一步地，第八步:找到最大方差值Dmax，并找到對應的旋轉角度α。。即言，第八步 包括根據最大方差值D max，并找到對應的旋轉角度α。。
[0090] 在步驟S109中，根據調頻率最大值、旋轉角度得到調頻率。
[0091 ]具體地，在本發明的一個實施例中，如果第一過零數小于第二過零，則調頻率的計 算公式為：
[0092] Kp = kmax · cot(a。），
[0093] 如果第一過零數大于第二過零，則調頻率的計算公式為：
[0094] KP = -kmax · cot(a〇)，
[0095] 其中，KP為調頻率，α。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。。
[0096] 進一步地，第九步:計算調頻率心。即言，第九步包括線性調頻信號調頻率KP的計算 過程：
[0097]調頻率心的計算公式為，
[0098] 當 numi 小于 num2 時，
[0099] KP = kmax · cot(a。），式6
[0100] 當numi大于等于num2時，
[0101] Kp = -kmax · cot(a〇) 〇 式7
[0102] 為了便于本領域技術人員理解，下面以一個具體實施例進行詳細描述。
[0103] 該方法可以在matlab軟件平臺下進行實現。示例信號表達式可以為：
[0104] s = exp[200 · j · 2JT · t2]，0彡t彡 1，式8
[0105] 即中心頻率為0，調頻率KP為200Hz/s，t e [0，1 ]的一組掃頻信號，采樣頻率f3為 2000Hz。為驗證方法的適用性，加上強度為0.2的白噪聲信號，信噪比SNR為26.95db。
[0106] 根據第一步中式1，最大調頻率為2000Hz/S。
[0107] 根據第二步，輸入調頻率誤差ε為4Hz/s，根據式2可算得轉角個數η為500(c = l)。
[0108] 根據第三步，將信號均分為兩段，且為81和82。
[0109] 根據第四步，統計si和S2的過零數，且對應分別為numi = 56和num2 = 150〇 [0110] 根據第五步，比較numi和num2，則可知numi小于num2〇
[0111] 根據第六步，因為numi小于num2,需要計算η個轉角α下，信號S分數階傅里葉變換的 前半段，即，X(u)，（W = l、2、3、…、為信號的采樣點數）。
[0112] 根據第七步，計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、2、 3、…、500)。圖3為不同轉角下的信號s的前半段分數階傅里葉變換的方差。
[0113]根據第八步，找到最大方差值Dmax = 0.58，并找到對應的旋轉角度aQ = 84.24°。 [0114] 根據第九步，因為numi小于num2,需根據式5計算調頻率，KP = 201 · 74Hz/s。絕對誤 差為1.74Hz/s，誤差百分比為0.87%，為最大調頻率的0.087%。由此可知，該方法具備較高 精度。
[0115] 根據第二步可知，增大c值可以提高精度，為此，設定(：=2、4、6、8、16、32、64，分別 對掃頻率心進行估算，其估測值和誤差值分別如圖4和圖5所示。由圖4可知，隨著c值的增 大，調頻率估計值越來越趨近于200Hz/s，誤差百分比也越來越小，當c = 32時，誤差百分比 為0.02%。由此可知，本發明實施例的方法可以根據精度要求調節計算量，更具靈活性。
[0116] 根據本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計方法，可以基于分數階傅里葉變 換，以信號的部分變換系數的方差追蹤最佳旋轉角，來實現對調頻率的估算，具有計算量小 的優點，且可以根據調頻率的精度要求，調節計算量，使計算速度具備適應性，提高了線性 調頻信號調頻率的計算速度。
[0117]其次參照附圖描述根據本發明實施例提出的線性調頻信號調頻率的估計裝置。
[0118] 圖6是本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置的結構示意圖。
[0119] 如圖6所示，該線性調頻信號調頻率的估計裝置10包括:第一獲取模塊100、處理模 塊200、判斷模塊300、計算模塊400和第二獲取模塊500。
[0120] 其中，第一獲取模塊100用于根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號 的調頻率最大值，并且獲取調頻率誤差，以得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數。處理模 塊200用于將待分析信號均分為第一分析信號與第二分析信號；，并且統計第一分析信號與 第二分析信號對應的第一過零數與第二過零數。判斷模塊300用于判斷第一過零數是否小 于第二過零數。當第一過零數小于第二過零時，計算模塊400用于根據轉角及其個數得到待 分析信號的分數階傅里葉變換的前半段，否則根據轉角及其個數得到待分析信號的分數階 傅里葉變換的后半段。第二獲取模塊500用于獲取轉角及其個數下變換結果的方差及對應 的方差值，并且獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角度，以根據調頻率最大值、旋轉角度 得到調頻率。本發明實施例的估計裝置10不但計算速度快，而且可以根據絕對誤差要求調 整計算速度，提高調頻率的估計精度。
[0121 ]進一步地，在本發明的一個實施例中，調頻率最大值的計算公式為：
[0123] 其中，kmax為調頻率最大值，fs為信號采樣頻率，△ t為信號采樣時長。
[0124] 進一步地，在本發明的一個實施例中，轉角及其個數的計算公式為：
[0126]< "' = 1、：2、…、"），c為常系數，α和η分別為轉角及其個 數。
[0127] 進一步地，在本發明的一個實施例中，第二獲取模塊500還用于計算η個轉角α下變 換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、2、3、…、η)，其中，方差計算公式為：
[0128] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0129] 其中，X(u)為分數階傅里葉變換的前半段或者分數階傅里葉變換的后半段， W=l、2、3、.…、，·Ν為{目號的米樣點數。
[0130] 另外，在本發明的一個實施例中，當第一過零數小于第二過零時，調頻率的計算公 式為：
[0131] Kp = kmax · cot(a〇)，
[0132] 當第一過零數大于第二過零時，調頻率的計算公式為：
[0133] Kp = -kmax · cot(a〇)，
[0134] 其中，KP為調頻率，a。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。
[0135] 需要說明的是，前述對線性調頻信號調頻率的估計方法實施例的解釋說明也適用 于該實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置，此處不再贅述。
[0136] 根據本發明實施例的線性調頻信號調頻率的估計裝置，可以基于分數階傅里葉變 換，以信號的部分變換系數的方差追蹤最佳旋轉角，來實現對調頻率的估算，具有計算量小 的優點，且可以根據調頻率的精度要求，調節計算量，使計算速度具備適應性，提高了線性 調頻信號調頻率的計算速度。
[0137] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或 位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0138] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。
[0139] 在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內 部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員 而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0140] 在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0141] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技 術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結 合和組合。
[0142] 盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種線性調頻信號調頻率的估計方法，其特征在于，包括W下步驟： 根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號的調頻率最大值； 獲取調頻率誤差，W得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數； 將所述待分析信號均分為第一分析信號與第二分析信號； 統計所述第一分析信號與第二分析信號對應的第一過零數與第二過零數； 判斷所述第一過零數是否小于所述第二過零數； 如果所述第一過零數小于所述第二過零，則根據所述轉角及其個數得到所述待分析信 號的分數階傅里葉變換的前半段，否則根據所述轉角及其個數得到所述待分析信號的分數 階傅里葉變換的后半段； 獲取所述轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值； 獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角度；W及 根據所述調頻率最大值、所述旋轉角度得到調頻率。2. 根據權利要求1所述的線性調頻信號調頻率的估計方法，其特征在于，所述調頻率最 大值的計算公式為：其中，kmax為所述調頻率最大值，fs為所述信號采樣頻率，Δ t為所述信號采樣時長。3. 根據權利要求2所述的線性調頻信號調頻率的估計方法，其特征在于，所述轉角及其 個數的計算公式為：其4|。= 1、2、-，、11)，(3為常系數，〇和11分別為所述轉角及其個數。4. 根據權利要求3所述的線性調頻信號調頻率的估計方法，其特征在于，所述獲取所述 轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值進一步包括： 計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、2、3、…、n)，其中，方差 計算公式為： D = E{X(u)-E[X(u)]}2， 其中，X(u)為所述分數階傅里葉變換的前半段或者所述分數階傅里葉變換的后半段，U =1、2、3、…，N為信號的采樣點數。5. 根據權利要求4所述的線性調頻信號調頻率的估計方法，其特征在于，其中， 如果所述第一過零數小于所述第二過零，則所述調頻率的計算公式為： Kp 二 kmax · C〇t(Q〇)， 如果所述第一過零數大于所述第二過零，則所述調頻率的計算公式為： Κρ 二-kmax · cot(口 ο), 其中，Κρ為所述調頻率，α。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。6. -種線性調頻信號調頻率的估計裝置，其特征在于，包括： 第一獲取模塊，用于根據信號采樣頻率與信號采樣時長獲取待分析信號的調頻率最大 值，并且獲取調頻率誤差，W得到分數階傅里葉變換的轉角及其個數； 處理模塊，用于將所述待分析信號均分為第一分析信號與第二分析信號；，并且統計所 述第一分析信號與第二分析信號對應的第一過零數與第二過零數； 判斷模塊，用于判斷所述第一過零數是否小于所述第二過零數； 計算模塊，當所述第一過零數小于所述第二過零時，用于根據所述轉角及其個數得到 所述待分析信號的分數階傅里葉變換的前半段，否則根據所述轉角及其個數得到所述待分 析信號的分數階傅里葉變換的后半段;W及 第二獲取模塊，用于獲取所述轉角及其個數下變換結果的方差及對應的方差值，并且 獲取最大方差值，并得到對應的旋轉角度，W根據所述調頻率最大值、所述旋轉角度得到調 頻率。7. 根據權利要求6所述的線性調頻信號調頻率的估計裝置，其特征在于，所述調頻率最 大值的計算公式為：其中，kmax為所述調頻率最大值，fs為所述信號采樣頻率，Δ t為所述信號采樣時長。8. 根據權利要求7所述的線性調頻信號調頻率的估計裝置，其特征在于，所述轉角及其 個數的計算公式為：其中。=1、2、一、11)，(3為常系數，〇和11分別為所述轉角及其個數。9. 根據權利要求8所述的線性調頻信號調頻率的估計裝置，其特征在于，所述第二獲取 模塊還用于計算η個轉角α下變換結果的方差，得到對應方差值D(i)(i = l、2、3、…、n)，其 中，方差計算公式為： D = E{X(u)-E[X(u)]}2， 其中，X(u)為所述分數階傅里葉變換的前半段或者所述分數階傅里葉變換的后半段，U =1、2、3、…1% ^，N為信號的采樣點數。10. 根據權利要求9所述的線性調頻信號調頻率的估計裝置，其特征在于，其中， 當所述第一過零數小于所述第二過零時，所述調頻率的計算公式為： Κρ 二 kmax · C〇t(Q〇)， 當所述第一過零數大于所述第二過零時，所述調頻率的計算公式為： Κρ 二-kmax · C〇t(Q〇)， 其中，Κρ為所述調頻率，α。為分數階傅里葉變換方差取得最大值對應的旋轉角度。
【文檔編號】G01S7/534GK106093885SQ201610379315
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】閻紹澤, 劉濤, 果曉東, 趙杰亮
【申請人】清華大學