基于Rife算法的跳频信号瞬时频率估算方法研究

针对Rife算法在被估计信号频率位于量化频率点附近时估计精度较低的问题,提出一种改进的Rife跳频信号频率估计算法.该算法提出利用频谱细化的方法对信号DFT谱中次大谱线的位置进行搬移,从而使信号频率始终位于其DFT谱中两根最大谱线之间的中心区域.同时为了消除Rife算法在信号信噪比较低时,由于插值方向错误而增大的频率估计误差,提出对被估计信号加窗的方法对算法进行进一步的修正.仿真结果表明该算法的估计精度、抗噪性能和稳定性相比于Rife算法都有所提高.     

基于IIN算法和Rife算法的一种新的正弦波频率估计算法

针对信号频率位于两个相邻量化频率点的中心区域时,IIN(iterative interpolation based)算法的精度降低,而当信号频率位于量化频率点附近时,Rife算法的精度降低问题,本文提出了一种新的算法,即R-IIN算法。首先利用Rife算法对信号的频率进行粗估计,然后通过频谱搬移使新信号的频率位于量化频率点附近,再利用IIN算法对信号频率进行估计。仿真结果表明,本算法的整体性能优于M-Rife[4]算法和IIN[8]算法（一次迭代）,接近二次迭代,且性能稳定。     

基于Zoom-FFT的改进Rife正弦波频率估计算法

Rife算法是正弦波频率估计的一种经典算法,但其根本缺陷在于低信噪比且被估计频率接近量化频率点时估计性能差。本文通过分析Zoom-FFT的基本原理,验证了其具有可控的局部频谱放大功能,进而提出了一种改进的Rife频率估计算法。通过对信号进行Zoom-FFT处理实现以被估计频率为中心的较窄频段频谱的大幅度细化和放大,然后利用Rife算法进行精确频率估计。仿真结果表明,该算法具有高于传统Rife及其改进算法的估计精度和抗噪声性能,且对真实频率与量化频率点的位置关系不敏感,但计算复杂度有一定增加。     

正弦波频率估计的修正Rife算法

分析了Rife算法的性能，指出当信号频率位于离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）两个相邻量化频率点的中心区域时，Rife算法精度很高，其均方根误差接近克拉美-罗限（Cramer-Rao Lower Bound，CRLB），但当信号频率位于量化频率点附近时，Rife算法精度降低。本文提出了一种修正Rife（M-Rife）算法，通过对信号进行频移，使新信号的频率位于两个相邻量化频率点的中心区域，然后再利用Rife算法进行频率估计。仿真结果表明本算法性能不随被估计信号的频率分布而产生波动，整体性能优于牛顿迭代法（一次迭代）。接近二次迭代，在低信噪比条件下不存在发散问题，性能比牛顿迭代稳定。本算法易于硬件实现。     

改进复调制的频率校正算法研究

为实现雷达信号处理中频率的精确估计,减少快速傅里叶变换分析频谱时由于栅栏效应和频谱泄漏产生的测量误差,满足高精度频率测量要求,提出了一种利用复调制算法和牛顿插值的频率校正方法。待测频谱经复调制算法细化后,通过牛顿插值函数将离散频谱变为连续谱,利用最大峰值对应的采样点及其相邻采样点的插值函数关系对频率进行校正,减少了细化倍数对复调制算法的影响,提高了频率测量精度。通过列举三点校正和四点校正两种情形,说明不同采样点在不同条件下对频率校正精度的影响及各自的均方根误差。仿真结果表明,所提方法在频率估计方面具有很好的效果,与复调制算法相比,频率的测量误差减少了30%。     

基于Flat-top窗的双谱线相位差频率测量算法

以Flat-top窗为例,分析了它的旁瓣频谱特性,并提出了基于双谱线相位加权的加窗插值校正算法求取谐波频率偏移量。该算法首先采样N点信号,提取N/2奇数点和N/2偶数点信号进行FFT,分别得到谐波附近最大谱线和次最大谱线的相位,再通过对相位差加权得到谐波的频率。仿真结果表明,该算法能有效减小电力系统中相量参数估计的偏差,提高了谐波的检测精度。     

频率估计的一种多段同频等长信号频谱融合法

为提高信号频率估计精度和现有方法的普适性,提出一种基于频谱融合的多段同频等长信号的频率估计算法。设计相位差补偿因子克服分段信号相位不连续问题,以达到相位连续信号的频谱分析效果;建立搜索频率序列修正相位差补偿因子中的未知参数,并对分段信号频谱进行相位差补偿得到修正频谱矩阵;通过累积频谱抽取谱和修正频谱计算频谱相关序列并搜索最大值,其对应搜索频率即为该算法的频率估计值。数值仿真实验表明,基于该算法频率估计的均方根误差约为现有方法的1/4~2/3,较为接近Cramer-Rao下限。     

基于加窗插值FFT和APFFT的谐波检测算法

研究加窗插值傅里叶变换(加窗插值FFT)和全相位傅里叶变换(APFFT)在电网谐波分析中的应用.详细分析了频谱泄漏效应对测最精度的影响.通过数值模拟,发现加窗插值FFT对信号的幅值和频率的检测精度很高,但对相位的检测还存在着比较大的误差,而APFFT具有相位不变性的特征,能精确地提取相位信号.将加窗捅值FFT用于幅值、频率的检测,将APFFT用于相位的检测,通过试验仿真运行表明,以上的分析结果,电网谐波的频率、幅度、相位精度都很高,达到了国家标准.     

三次插值频率估计的改进算法

对正弦信号频率估计的几种插值算法进行了研究,重点介绍了一种精度较高的三次插值算法,针对其估计误差仍然较大,而且在频率接近某一区域时精度下降的情况,提出了一种修正算法,仿真结果证明该算法在只增加少量计算量的情况下性能非常优越。     

一种实时精确的正弦波频率估计算法

针对Rife算法在被估计频率接近量化频率时的估计精度较差的特点,结合频谱细化技术构造了补充Rife算法.考虑到Rife算法和补充Rife算法性能互补的优点,提出了一种综合算法.仿真结果表明,在低信噪比(SNR)下,该综合算法不仅具有较高的估计精度,而且在整个频段上性能稳定.同时该综合算法只需一次FFT及两点DFT计算,计算量小,易于硬件实现.