基于頻域平滑算法的chirp掃頻信號處理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及chi巧掃頻信號處理技術。
【背景技術】
[0002] 對于一個線性時不變的因果系統(tǒng)，初始條件為零時，其零輸入響應為零。在時域， 如果用e(t)表示激勵，r(t)表示響應，h(t)表示單位沖激響應，則激勵和響應的關系可寫 為：
[0003] r(t)=e(t)*h(t) (1)
[0004] 由時域卷積性質，可得到其頻域的傅里葉變換：
[0005]
(2)
[0006] 運是頻響函數(shù)的原始定義。
[0007] 傳統(tǒng)的掃頻方法采用正弦信號做激勵，該激勵的幅值不變，頻率隨時間的變化W 某一固定步長Af增加。假設從to到to+At之間信號源發(fā)出起始頻率為fo的正弦，則在to+Δ 巧iJt〇+2At之間信號源發(fā)出的頻率為fo+Af的正弦波，依次類推。
[000引假設掃描的時間為T=NAt，則掃描的頻帶范圍為fo~f0+(N-l)Af。通過設定起始 頻率fo、掃描時間T和頻率變化步長Δ?·，就可W在指定的頻率范圍內(nèi)測定所研究電網(wǎng)絡的 頻率特性。
[0009] 根據(jù)傅里葉變換的公式，如果使用一個帶寬信號作為激勵，那么僅通過一次掃描 就能得到信號在帶寬范圍內(nèi)的頻率特性，而無需向傳統(tǒng)的掃頻方法那樣要逐點分布測量， 從而加快了測量的速度。
[0010] 采用無幅度調(diào)制的線性調(diào)頻脈沖作為激勵信號（在雷達技術領域，該信號又稱 chi巧信號），其表達式為：
[0011]
(3)
[0012] 在測量中實際用到的是chirp信號的實部：
[0013] cos(化 2+〇化） （4)
[0014] 由圖1所示的波形可見，該信號是基于預先的頻率不斷隨時間增長的信號。
[0015] 當chirp信號進入到實際系統(tǒng)中，由于實際器件中的噪聲等因素的影響，會對頻率 響應產(chǎn)生非常大的影響。由圖2和3所示的波形所示。
[0016] 由圖像，可知信號的大概頻譜特征，但是由于未知因素的影響，還無法從原始數(shù)據(jù) 中得到可W直接使用的平滑信息。因此，對chirp信號(切普信號)進行掃頻是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明是為了適應對chbp掃頻信號處理的需求，從而提供一種基于頻域平滑算 法的chi巧掃頻信號處理方法。
[0018] 基于頻域平滑算法的chi巧掃頻信號處理方法，它由W下步驟實現(xiàn)：
[0019] 步驟一、對原始輸入信號進行快速傅里葉變換，具體為：
[0020] 對于離散的輸入信號e(n)和輸出信號r(n)，首先測量出該兩列信號的長度，然后 進行快速傅里葉變換，變換到頻域后的信號分別表示為E(n)和R(n);
[0021 ]步驟二、對頻域信號進行截短，具體為：
[0022]對于兩列離散信號E(n)和R(n)，根據(jù)公式：
[0025] 獲得預設的起始頻率fi和預設的截止頻率f2對應的數(shù)據(jù)點數(shù)m和m;
[0026] 式中:N是輸入數(shù)據(jù)的點數(shù)，fs是采樣頻率；
[0027] 若m或Π 2不是整數(shù)時，將m或Π 2向下取整；
[002引步驟立、對于數(shù)據(jù)化山），11把（山，恥），根據(jù)公式：
[0029]
[0030] 對截短后的信號進行平均處理；
[0031] 式中，njE (ηι,Π2);
[0032] 步驟四、對步驟Ξ得到的平均處理結果進行插值處理，具體為：
[0033] 在(ηι，Π2)之間，取出C個值作為插值對像，C為正整數(shù);對該C個值進行Ξ次樣條插 值后，作為最終處理結果輸出。
[0034] 本發(fā)明充分適應了對chi巧掃頻信號處理的需求。
【附圖說明】
[0035] 圖1是【背景技術】中的chi;rp信號仿真示意圖；
[0036] 圖2是【背景技術】中的chirp信號幅頻特性仿真示意圖；
[0037] 圖3是【背景技術】中的chirp信號相頻特性仿真示意圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明【具體實施方式】中信號的幅頻特性仿真示意圖；
[0039] 圖5是本發(fā)明【具體實施方式】中信號的相頻特性仿真示意圖；
[0040] 圖6是本發(fā)明的信號處理流程示意圖；
[0041] 圖7是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0-18化幅頻特性仿真示意圖；其中 曲線71為原始chi巧信號；曲線72為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
[0042] 圖8是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0-18化相頻特性仿真示意圖；其中 曲線81為原始chi巧信號；曲線82為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
[0043] 圖9是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0.1-16化幅頻特性仿真示意圖；其 中曲線91為原始chi巧信號；曲線92為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
[0044] 圖10是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0.1-16化相頻特性仿真示意圖；其 中曲線101為原始chi巧信號；曲線102為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
[0045] 圖11是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0.1-26化幅頻特性仿真示意圖；其 中曲線111為原始chi巧信號；曲線112為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
[0046] 圖12是本發(fā)明【具體實施方式】中性能分析獲得的0.1-26化相頻特性仿真示意圖；其 中曲線121為原始chi巧信號；曲線122為經(jīng)本發(fā)明處理過的信號；
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0047] 一、結合圖6說明本，基于頻域平滑算法的chirp掃頻 信號處理方法，它由W下步驟實現(xiàn)：
[0048] 步驟一、對原始輸入信號進行快速傅里葉變換，具體為：
[0049] 對于離散的輸入信號e(n)和輸出信號r(n)，首先測量出該兩列信號的長度，然后 進行快速傅里葉變換，變換到頻域后的信號分別表示為E(n)和R(n);
[0050] 步驟二、對頻域信號進行截短，具體為：
[0051 ]對于兩列離散信號E(n)和R(n)，根據(jù)公式：
[0054] 獲得預設的起始頻率fi和預設的截止頻率f2對應的數(shù)據(jù)點數(shù)m和m;
[0055] 式中:N是輸入數(shù)據(jù)的點數(shù)，fs是采樣頻率；
[0化6] 若m或Π 2不是整數(shù)時，將m或Π 2向下取整；
[0057]步驟立、對于數(shù)據(jù)化山），山居（山，恥），根據(jù)公式：
[0化引
[0059] 對截短后的信號進行平均處理；
[0060] 式中，nje(ni，n2);
[0061] 步驟四、對步驟Ξ得到的平均處理結果進行插