一种加窗插值FFT谐波分析方法

由于很难实现同步采样和整周期截断,因此,利用FFT算法分析电网谐波信号时存在频谱泄露和栅栏效应,影响算法的分析精度。加窗插值FFT是抑制频谱泄露和消除栅栏效应的有效方法,在此提出一种基于3项3阶Nuttall窗插值FFT的谐波分析方法,推导了插值系数公式以及各次谐波的频率、幅值和相位的修正公式。对该算法与Hanning窗、Blackman窗插值FFT算法进行Matlab仿真对比研究,验证了该算法具有更高的分析精度。     

IFF模式5高精度测频方法研究

基于敌我识别(IFF)模式5询问信号,在采样点数较少、不能增加点数情况下研究了提高测频精度的方法,无噪声与加入高斯白噪声的情况下,采用快速傅里叶变换(FFT)测频粗估计信号载波频率,利用谱峰位置插值校正的方式减小频率估计误差,提高测频精度.仿真结果表明该方法简单,能够有效提高测频精度.     

OFDM中基于导频的加窗FFT信道估计

正交频分复用（OFDM）是一种正交的多载波复用技术,分析了OFDM系统中基于导频的信道估计模型;基于导频的信道估计需要进行插值,为了降低插值算法的复杂度,研究了基于导频的FFT信道估计算法。由于直接FFT信道估计算法存在能量频谱泄露问题,提出了基于汉明窗函数的优化型加窗FFT信道估计的算法。实验仿真表明：在多径衰落信道下,该算法能够有效地提高OFDM系统的信道估计性能。     

基于Nuttall窗插值FFT算法的谐波分析

采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法进行谐波分析时不易实现同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏和栅栏效应将影响到谐波分析的精度。加窗和插值修正算法能提高基于FFT的谐波参数计算的准确度,由此提出一种用于谐波分析的加4项5阶Nuttall窗的双谱线插值FFT算法,给出了实用的插值修正公式。实验结果表明,与Blackman-harris窗、4项3阶Nuttall窗插值FFT算法相比,该算法具有更小的计算量和更高的分析精度。     

插值FFT估计正弦信号频率的精度分析

对噪声背景中插值FFT方法估计正弦信号频率的精度进行了研究,导出了不加窗和加Hanning窗时频率估计均方根误差与信噪比及FFT长度的关系式;分析了不加窗情况下当信号频率接近FFT频率分辨率Δf的整数倍时,由于插值的方向错误对频率估计精度的影响;指出了不加窗时该方法在噪声背景中的频率估计误差远远大于文[2]中用一个特定的纯测试信号得到的结果;讨论了加窗对频率估计误差的影响.最后给出了Monte Carlo模拟实验与理论分析的对比结果.     

一种基于相关系数的频率估计算法

针对单点频信号,基于相关系数,在现有频率估计方法的基础上,提出了一种新的频率估计算法,称之为相关测频算法。该方法在FFT的基础上,结合相关系数进行估计。理论研究和仿真分析表明:当被估计信号的信噪比较大时,相关测频算法的估计误差接近Cramer-Rao下界。与迭代插值FFT估计算法和改进Rife算法相比,相关测频算法的估计精度略低,但计算量较低,适合工程应用。     

实正弦信号频率估计的高精度综合算法

推导了单频信号离散傅里叶变换的的理论表达式,阐述了FFT法测频的基本原理,并详细介绍了2种插值算法:FFT实部法和分段FFT算法。2种算法都是基于FFT谱线的插值算法,属于改进算法,但是2种算法具有测频性能恶化的潜在缺陷,因此综合考虑2种算法的优缺点,提出一种综合二者优势的综合测频算法。计算机仿真表明综合测频算法性能要优于FFT实部法和分段FFT算法,是一种稳定的高精度测频算法。     

OFDM系统中多导频的FFT信道估计算法

论文提出了OFDM系统中基于FFT的信道估计方法,包括基于时域插值及变换域插值方法。时域插值算法的理论基础是利用FFT频域采样定理,可由频域有限频点的采样值经过IFFT／FFT得到整个频域传输函数的估计值,而不发生混叠。变换域插值算法的理论基础是利用FFT时域抽样定理,利用OFDM信号特点和信道特性,经过FFT／IFFT将信号和噪声分离,并在此基础上进行加窗改进算法,以减小插值中的频谱泄漏,提高估计效果。仿真结果说明,加窗的基于FFT变换域的方法性能有了很大改善。     

基于FFT和ESPRIT融合的单星测频定位技术

针对我国应急通信服务主要依靠国外卫星通信系统的重大隐患,提出了基于FFT和ESPRIT融合的单星测频定位技术。通过FFT和ESPRIT算法详细论述了频移估计过程,分析了2种算法各自的优缺点,提出了基于FFT和ESPRIT融合的新的频移估计算法。用蒙特卡罗方法模拟仿真了在不同信噪比下各算法的测频精度,比较了各个算法的性能,并对频移的误差进行了分析。基于应急通信与导航定位的需求,提出了单星测频定位体制,用提出的融合算法所测得的多普勒频移实现单星测频定位,对定位结果进行了仿真,结果表明,提出的融合算法有助于提高单星测频定位的精度,能满足应急条件下的导航定位需求。     

加窗插值FFT的谐波分析算法研究

由于计算误差,尤其是相位计算误差,快速傅里叶变换(FFT)不能直接用于谐波计算.本文讨论了FFT算法的泄漏效应,提出了一种基于加窗插值算法的改进算法.这种新算法显著改善了FFT精度,可应用于高精度谐波分析上.     

提高弹载雷达测速精度的方法研究

基于弹载雷达系统高精度目标信息测量的性能需求,本文提出对FFT频谱数据检测结果采用扩展比值插值算法进行处理,以减少目标速度信息测量误差。仿真试验验证了该方法对提高测量精度的有效性,该方法在实际应用中实现了高精度目标信息测量,从而为提高弹载雷达系统性能、实现对目标的精确跟踪提供有力技术基础。     

LFMCW雷达测距中的自适应频率校正

信号的频率落在两个量化频点之间时会产生估计误差,所以需要校正快速傅里叶变换(FFT)后估计的频率.结合Rife算法和抛物线插值法的特点,提出了一种自适应频率校正算法.该算法依据不同的频率自适应地选择不同的频率校正算法,克服了Rife算法在信号的频率落在FFT量化频点周围的情况下容易产生插值方向错误的缺点,同时避免了抛物线插值法在信号频率落在相邻两个量化频点的中心附近时估计均方误差会急剧增加的缺点.仿真结果验证了所提算法的有效性.此外,相比于单一的Rife算法和抛物线插值法,所提算法在频率估计精度以及抗噪声能力方面都有显著提升.     

基于立方卷积插值的信号DFT频谱校正算法

由于栅栏效应的存在,会使得基于信号DFT谱峰搜索的测频算法产生很大误差,因此在测频之前一般需对信号的DFT频谱进行校正。推导出用于单正弦信号DFT频谱校正的立方卷积插值核函数、插值函数及形状参数,并依据脉冲雷达信号是无数个正弦信号之和的事实,将其推广至脉冲雷达信号DFT频谱的幅度校正,给出其频谱检测算法。     

基于FFT系数的正弦信号频率估计算法

针对基于FFT系数实部的频率插值算法在峰值谱线相位接近于±π/2时频率估计误差较大的问题,提出了一种改进的正弦信号频率估计算法。该算法首先利用FFT系数的实部和虚部序列索引出峰值谱线位置,然后根据峰值谱线的相位,选取实部与虚部序列中幅度较大的序列进行频率插值。仿真结果表明：在信噪比为3 dB、采样点为128的情况下,整个频段上归一化频率估计误差均方根小于0.02,接近Cramer Rao下限,整体性能优于基于FFT系数实部的频率插值算法和Rife算法。改进的算法频率估计精度高,计算量小,易于硬件实现。     

面向FMCW激光雷达的修正Rife算法设计与硬件实现

FMCW激光雷达以其高精度、抗干扰能力强、同时测距测速等特点得到了广泛研究。针对FFT固有栅栏效应引入测距、测速误差的问题,通过分析频谱幅值和相角的规律,并结合正弦函数原理提出了一种易于硬件实现的修正Rife算法,有效地降低了传统Rife算法在估计频率接近FFT量化频率点时的误差。通过仿真和FPGA验证,修正Rife算法在信噪比为?10 dB时相较于传统Rife算法平均误差降低了69.6%,均方根误差降低了50.7%,而计算量仅增加了两个乘法和加法,与N点FFT计算量相比可忽略不计。最后,通过搭建光学测试平台,模拟激光雷达中频回波信号验证了该算法的有效性。测试结果显示,该算法可在112 m范围内实现同时测距测速,测距误差不大于5 cm,测速误差不大于0.16 km/h,满足实时性要求。     

激光相干多普勒测速精度实验

激光相干多普勒测速雷达由于测量精度高、测速范围广、功耗体积小等优势广泛应用在风场测量、导航及飞行器着陆等方面。为了测试其测速精度,本文研制了速度发生器,搭建了高精度大速度范围的精度测试平台,利用搭建的测试平台对激光多普勒测速精度进行测量,在105.8266 m/s的速度下测得的精度为0.0383 m/s。对激光多普勒测速的精度进行了分析,提出了插值校正FFT频率、采用流水线的FFT处理方法、增加采样位数和提升采样频率等方法来提高测速精度。     

一种新的极高精度的T_IIN频率估计内插算法

针对多普勒条件下接收端复信号的频率估计难的问题,研究了一种基于离散傅里叶变换与迭代频率估计的内插综合算法.区别于经典的内插算法,新算法在迭代频率内插算法基础上充分利用复数快速傅里叶变换结果的实虚部值,并通过最大峰值频谱和相邻两侧谱线以极高精度内插估计出复信号的频率参数.仿真结果分析表明,在二次迭代条件下信噪比为-10 dB时,该算法估计均方根误差仍能逼近克拉美-罗限的1.0021倍.该算法在同等条件下比经典的Rife、Quinn和IIN算法具有更高的准确性、稳定性和可靠性.