线性调频信号调频率的估计方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种线性调频信号调频率的估计方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取待分析信号的调频率最大值；获取调频率误差，以得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数；将信号均分，以统计信号对应的第一过零数与第二过零数；判断第一过零数是否小于第二过零数；如果是，则根据转角及其个数得到待分析信号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则得到后半段；获取转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值；获取最大方差值，并得到对应的旋转角度；根据调频率最大值、旋转角度得到调频率。本发明实施例的估算方法不但计算速度快，而且可以根据绝对误差要求调整计算速度，提高调频率的估计精度。
【专利说明】
线性调频信号调频率的估计方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种线性调频信号调频率的估计方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 线性调频信号具有低峰值功率、大时宽带宽积的特性，有较好的可压缩性，从而使 得线性调频信号在声呐和雷达等领域得到广泛应用。其中，调频率是表征线性调频信号频 率特性的基本参数，其估计问题是一直是信号处理领域的重要研究内容。
[0003] 相关技术中，常用的线性调频信号调频率的估计方法有子孔径相关法、PGA(Phase Gradient Autofocus，相位梯度自聚焦法)法、最小熵方法和Wigner-Hough变换等等。然而， 子孔径相关法要求子孔径间的相关性较强，才能实现较高精度的参数估计，一旦场景内分 辨单元反射率低、无明显特征或强散射点，则计算误差较大;PGA法虽然精度较高，但计算量 较大;最小熵值方法可以利用图像熵和相位误差的函数关系估算调频率，但估计相位误差 时所需迭代次数较多，计算量较大;Wigner-Hough变换可以利用基于回波信号的二维时频 平面进行Hough变换来估算调频率，该算法的优点是在高噪声条件下仍能得到高精度的结 果，但是同样也有计算量大的缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种线性调频信号调频率的估计方法，该方法 可以调整计算速度，并且提高调频率的估计精度。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种线性调频信号调频率的估计装置。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种线性调频信号调频率的估计方 法，包括以下步骤:根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号的调频率最大值;获 取调频率误差，以得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数;将所述待分析信号均分为第一 分析信号与第二分析信号;统计所述第一分析信号与第二分析信号对应的第一过零数与第 二过零数;判断所述第一过零数是否小于所述第二过零数;如果所述第一过零数小于所述 第二过零，则根据所述转角及其个数得到所述待分析信号的分数阶傅里叶变换的前半段， 否则根据所述转角及其个数得到所述待分析信号的分数阶傅里叶变换的后半段;获取所述 转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值;获取最大方差值，并得到对应的旋转角 度;根据所述调频率最大值、所述旋转角度得到调频率。
[0008] 本发明实施例的线性调频信号调频率的估计方法，可以基于分数阶傅里叶变换， 以信号的部分变换系数的方差追踪最佳旋转角，来实现对调频率的估算，具有计算量小的 优点，且可以根据调频率的精度要求，调节计算量，使计算速度具备适应性，提高了线性调 频信号调频率的计算速度。
[0009] 另外，根据本发明上述实施例的线性调频信号调频率的估计方法还可以具有以下 附加的技术特征：
[0010]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述调频率最大值的计算公式为：
[0012] 其中，kmax为所述调频率最大值，^为所述信号采样频率，At为所述信号采样时 长。
[0013] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述转角及其个数的计算公式为：
[0015]
U = 1、2、··.、〃），c为常系数，α和η分别为所述转角及 其个数。
[0016] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取所述转角及其个数下变换结果的 方差及对应的方差值进一步包括:计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i) (i = l、2、3、…、η)，其中，方差计算公式为：
[0017] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0018] 其中，X(u)为所述分数阶傅里叶变换的前半段或者所述分数阶傅里叶变换的后半 段A = l 2、3、…、
，N为信号的采样点数。
[0019] 另外，在本发明的一个实施例中，如果所述第一过零数小于所述第二过零，则所述 调频率的计算公式为：
[0020] Kp = kmax · cot(a〇)，
[0021] 如果所述第一过零数大于所述第二过零，则所述调频率的计算公式为：
[0022] Kp = -kmax · C〇t(a。），
[0023] 其中，心为所述调频率，a。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。
[0024] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种线性调频信号调频率的估计 装置，包括:第一获取模块，用于根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号的调频 率最大值，并且获取调频率误差，以得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数;处理模块，用 于将所述待分析信号均分为第一分析信号与第二分析信号；，并且统计所述第一分析信号 与第二分析信号对应的第一过零数与第二过零数;判断模块，用于判断所述第一过零数是 否小于所述第二过零数;计算模块，当所述第一过零数小于所述第二过零时，用于根据所述 转角及其个数得到所述待分析信号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则根据所述转角及其 个数得到所述待分析信号的分数阶傅里叶变换的后半段;第二获取模块，用于获取所述转 角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值，并且获取最大方差值，并得到对应的旋转 角度，以根据所述调频率最大值、所述旋转角度得到调频率。
[0025] 本发明实施例的线性调频信号调频率的估计装置，可以基于分数阶傅里叶变换， 以信号的部分变换系数的方差追踪最佳旋转角，来实现对调频率的估算，具有计算量小的 优点，且可以根据调频率的精度要求，调节计算量，使计算速度具备适应性，提高了线性调 频信号调频率的计算速度。
[0026] 另外，根据本发明上述实施例的线性调频信号调频率的估计装置还可以具有以下 附加的技术特征：
[0027] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述调频率最大值的计算公式为：
[0029]其中，kmax为所述调频率最大值，^为所述信号采样频率，At为所述信号采样时 长。
[0030]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述转角及其个数的计算公式为：
[0032]
，以=1、2、…、 /7 )，c为常系数，α和η分别为所述转角及 其个数。
[0033] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二获取模块还用于计算η个转角α下 变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、2、3、…、η)，其中，方差计算公式为：
[0034] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0035] 其中，X(u)为所述分数阶傅里叶变换的前半段或者所述分数阶傅里叶变换的后半 段，M=l、2、3、…
，N为信号的采样点数。
[0036] 另外，在本发明的一个实施例中，当所述第一过零数小于所述第二过零时，所述调 频率的计算公式为：
[0037] KP = kmax · cot(a〇)，
[0038] 当所述第一过零数大于所述第二过零时，所述调频率的计算公式为：
[0039] KP = -kmax · cot(a〇)，
[0040] 其中，心为所述调频率，a。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。
[0041] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0042] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0043] 图1为根据本发明实施例的线性调频信号调频率的估计方法的流程图；
[0044] 图2为根据本发明一个实施例的线性调频信号调频率的估计方法的流程图；
[0045] 图3为根据本发明一个实施例的不同转角下的信号s的前半段分数阶傅里叶变换 的方差示意图；
[0046] 图4为根据本发明一个实施例的不同c值下的调频率估计值示意图；
[0047] 图5为根据本发明一个实施例的不同c值下的调频率估计值的误差百分比示意图； 以及
[0048] 图6为根据本发明实施例的线性调频信号调频率的估计装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0050] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的线性调频信号调频率的估计方法及 装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的线性调频信号调频率的估计方法。
[0051] 图1是本发明实施例的线性调频信号调频率的估计方法的流程图 [0052]如图1所示，该线性调频信号调频率的估计方法包括以下步骤：
[0053]在步骤S101中，根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号的调频率最大 值。
[0054]其中，在本发明的一个实施例中，调频率最大值的计算公式为：
[0056]其中，kmax为调频率最大值，fs为信号采样频率，△ t为信号采样时长。
[0057]也就是说，如图2所示，第一步:计算待分析信号s调频率最大值。其中，第一步包括 信号调频率最大值kmax的计算过程。最大调频率kmax计算公式为：
[0059]在步骤S102中，获取调频率误差，以得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数。
[0060]其中，在本发明的一个实施例中，转角及其个数的计算公式为：
[0062]>_ (? = 1、2、."、《:)，c为常系数，α和η分别为转角及其个 数。
[0063] 进一步地，第二步:输入调频率误差ε，计算分数阶傅里叶变换转角α及其个数η，其 中，第二步包括根据最大调频率绝对误差计算分数阶傅里叶变换旋转角度α个数η的计算过 程。
[0064]旋转角度α及其个数η的计算公式为：
[0067] 其中，c为常系数，为了增加分辨率，可适当增加 η值，c 一般大于1，为2的整数幂较 好，α单位为°。
[0068] 在步骤S103中，将待分析信号均分为第一分析信号与第二分析信号。
[0069]进一步地，第三步:将信号s均分为两段，且为81和82。其中，第三步包括了判断调频 率符号的过程，需要先将信号均分为两部份81和82。
[0070]在步骤S104中，统计第一分析信号与第二分析信号对应的第一过零数与第二过零 数。
[0071 ] 进一步地，第四步：统计si和S2的过零数，且对应分别为numi和num2。其中，第四步 需要计算si和S2过零次数，分别为numi和num2，计算过程为：
[0072] 待处理信号为奴"^二^^^^一为信号长度沁构建两个信号幻^^么二]、 3、4、~、J-i，J为信号x(j)长度)和12〇2)〇2 = 2、3、4、~^为信号奴」）长度），生成新的信 号X〇(j〇):
[0073] xo( jo)=xi( ji) · X2(j'2),式4
[0074] 统计xo( jo)中值小于0元素的个数。分别对si和S2进行上述过程处理，得到numi和 num2〇
[0075]在步骤S105中，判断第一过零数是否小于第二过零数。
[0076] 进一步地，第五步:对比numi是否小于num2。即言，第五步包括了对比numi是否小于 num2大小的过程。
[0077]在步骤S106中，如果第一过零数小于第二过零，则根据转角及其个数得到待分析 信号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则根据转角及其个数得到待分析信号的分数阶傅里 叶变换的后半段。
[0078] 进一步地，第六步：当numi小于num2时，则计算η个转角α下，信号S分数阶傅里叶变 换的前半段，即，X(u)，（W=l、2、3......
.說为信号的采样点数）；否则，计算信号 s分数阶傅里叶变换的后半段，即，X(u)，
、…、N，N 为信号的采样点数)。
[0079 ]具体地，第六步包括了根据numi和nuim大小，分别计算信号s对应范围的分数阶傅 里叶变换的过程，且为：
[0080]当numi小于num2时，则计算η个转角α下，信号S分数阶傅里叶变换的前半段，gp，X (u)，（《=l、2、3、为信号的采样点数）；否则，计算信号s分数阶傅里叶变换 的后半段，即，X(u)，（M= +1、…、见7V为信号的采样点 数)。
[0081] 以此减少计算量，加快计算速度。
[0082] 在步骤S107中，获取转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值。
[0083] 进一步地，在本发明的一个实施例中，获取转角及其个数下变换结果的方差及对 应的方差值进一步包括:计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D( i)(i = 1、2、 3、…、n)，其中，方差计算公式为：
[0084] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0085] 其中，X(u)为分数阶傅里叶变换的前半段或者分数阶傅里叶变换的后半段， w = l、.2、3_、…、:，.N为信号的米样点数。
[0086] 进一步地，第七步:计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、 2、3、…、η)。其中，第七步包括计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = 1、2、3、…、η);方差计算公式为：
[0087] D = E{X(u)_E[X(u)]}2。式 5
[0088]在步骤S108中，获取最大方差值，并得到对应的旋转角度。
[0089] 进一步地，第八步:找到最大方差值Dmax，并找到对应的旋转角度α。。即言，第八步 包括根据最大方差值D max，并找到对应的旋转角度α。。
[0090] 在步骤S109中，根据调频率最大值、旋转角度得到调频率。
[0091 ]具体地，在本发明的一个实施例中，如果第一过零数小于第二过零，则调频率的计 算公式为：
[0092] Kp = kmax · cot(a。），
[0093] 如果第一过零数大于第二过零，则调频率的计算公式为：
[0094] KP = -kmax · cot(a〇)，
[0095] 其中，KP为调频率，α。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。。
[0096] 进一步地，第九步:计算调频率心。即言，第九步包括线性调频信号调频率KP的计算 过程：
[0097]调频率心的计算公式为，
[0098] 当 numi 小于 num2 时，
[0099] KP = kmax · cot(a。），式6
[0100] 当numi大于等于num2时，
[0101] Kp = -kmax · cot(a〇) 〇 式7
[0102] 为了便于本领域技术人员理解，下面以一个具体实施例进行详细描述。
[0103] 该方法可以在matlab软件平台下进行实现。示例信号表达式可以为：
[0104] s = exp[200 · j · 2JT · t2]，0彡t彡 1，式8
[0105] 即中心频率为0，调频率KP为200Hz/s，t e [0，1 ]的一组扫频信号，采样频率f3为 2000Hz。为验证方法的适用性，加上强度为0.2的白噪声信号，信噪比SNR为26.95db。
[0106] 根据第一步中式1，最大调频率为2000Hz/S。
[0107] 根据第二步，输入调频率误差ε为4Hz/s，根据式2可算得转角个数η为500(c = l)。
[0108] 根据第三步，将信号均分为两段，且为81和82。
[0109] 根据第四步，统计si和S2的过零数，且对应分别为numi = 56和num2 = 150〇 [0110] 根据第五步，比较numi和num2，则可知numi小于num2〇
[0111] 根据第六步，因为numi小于num2,需要计算η个转角α下，信号S分数阶傅里叶变换的 前半段，即，X(u)，（W = l、2、3、…、为信号的采样点数）。
[0112] 根据第七步，计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、2、 3、…、500)。图3为不同转角下的信号s的前半段分数阶傅里叶变换的方差。
[0113]根据第八步，找到最大方差值Dmax = 0.58，并找到对应的旋转角度aQ = 84.24°。 [0114] 根据第九步，因为numi小于num2,需根据式5计算调频率，KP = 201 · 74Hz/s。绝对误 差为1.74Hz/s，误差百分比为0.87%，为最大调频率的0.087%。由此可知，该方法具备较高 精度。
[0115] 根据第二步可知，增大c值可以提高精度，为此，设定(：=2、4、6、8、16、32、64，分别 对扫频率心进行估算，其估测值和误差值分别如图4和图5所示。由图4可知，随着c值的增 大，调频率估计值越来越趋近于200Hz/s，误差百分比也越来越小，当c = 32时，误差百分比 为0.02%。由此可知，本发明实施例的方法可以根据精度要求调节计算量，更具灵活性。
[0116] 根据本发明实施例的线性调频信号调频率的估计方法，可以基于分数阶傅里叶变 换，以信号的部分变换系数的方差追踪最佳旋转角，来实现对调频率的估算，具有计算量小 的优点，且可以根据调频率的精度要求，调节计算量，使计算速度具备适应性，提高了线性 调频信号调频率的计算速度。
[0117]其次参照附图描述根据本发明实施例提出的线性调频信号调频率的估计装置。
[0118] 图6是本发明实施例的线性调频信号调频率的估计装置的结构示意图。
[0119] 如图6所示，该线性调频信号调频率的估计装置10包括:第一获取模块100、处理模 块200、判断模块300、计算模块400和第二获取模块500。
[0120] 其中，第一获取模块100用于根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号 的调频率最大值，并且获取调频率误差，以得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数。处理模 块200用于将待分析信号均分为第一分析信号与第二分析信号；，并且统计第一分析信号与 第二分析信号对应的第一过零数与第二过零数。判断模块300用于判断第一过零数是否小 于第二过零数。当第一过零数小于第二过零时，计算模块400用于根据转角及其个数得到待 分析信号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则根据转角及其个数得到待分析信号的分数阶 傅里叶变换的后半段。第二获取模块500用于获取转角及其个数下变换结果的方差及对应 的方差值，并且获取最大方差值，并得到对应的旋转角度，以根据调频率最大值、旋转角度 得到调频率。本发明实施例的估计装置10不但计算速度快，而且可以根据绝对误差要求调 整计算速度，提高调频率的估计精度。
[0121 ]进一步地，在本发明的一个实施例中，调频率最大值的计算公式为：
[0123] 其中，kmax为调频率最大值，fs为信号采样频率，△ t为信号采样时长。
[0124] 进一步地，在本发明的一个实施例中，转角及其个数的计算公式为：
[0126]< "' = 1、：2、…、"），c为常系数，α和η分别为转角及其个 数。
[0127] 进一步地，在本发明的一个实施例中，第二获取模块500还用于计算η个转角α下变 换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、2、3、…、η)，其中，方差计算公式为：
[0128] D = E{X(u)_E[X(u)]}2，
[0129] 其中，X(u)为分数阶傅里叶变换的前半段或者分数阶傅里叶变换的后半段， W=l、2、3、.…、，·Ν为{目号的米样点数。
[0130] 另外，在本发明的一个实施例中，当第一过零数小于第二过零时，调频率的计算公 式为：
[0131] Kp = kmax · cot(a〇)，
[0132] 当第一过零数大于第二过零时，调频率的计算公式为：
[0133] Kp = -kmax · cot(a〇)，
[0134] 其中，KP为调频率，a。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。
[0135] 需要说明的是，前述对线性调频信号调频率的估计方法实施例的解释说明也适用 于该实施例的线性调频信号调频率的估计装置，此处不再赘述。
[0136] 根据本发明实施例的线性调频信号调频率的估计装置，可以基于分数阶傅里叶变 换，以信号的部分变换系数的方差追踪最佳旋转角，来实现对调频率的估算，具有计算量小 的优点，且可以根据调频率的精度要求，调节计算量，使计算速度具备适应性，提高了线性 调频信号调频率的计算速度。
[0137] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0138] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。
[0139] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连 接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0140] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。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，或仅仅表示 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，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0141] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0142] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种线性调频信号调频率的估计方法，其特征在于，包括W下步骤： 根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号的调频率最大值； 获取调频率误差，W得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数； 将所述待分析信号均分为第一分析信号与第二分析信号； 统计所述第一分析信号与第二分析信号对应的第一过零数与第二过零数； 判断所述第一过零数是否小于所述第二过零数； 如果所述第一过零数小于所述第二过零，则根据所述转角及其个数得到所述待分析信 号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则根据所述转角及其个数得到所述待分析信号的分数 阶傅里叶变换的后半段； 获取所述转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值； 获取最大方差值，并得到对应的旋转角度；W及 根据所述调频率最大值、所述旋转角度得到调频率。2. 根据权利要求1所述的线性调频信号调频率的估计方法，其特征在于，所述调频率最 大值的计算公式为：其中，kmax为所述调频率最大值，fs为所述信号采样频率，Δ t为所述信号采样时长。3. 根据权利要求2所述的线性调频信号调频率的估计方法，其特征在于，所述转角及其 个数的计算公式为：其4|。= 1、2、-，、11)，(3为常系数，〇和11分别为所述转角及其个数。4. 根据权利要求3所述的线性调频信号调频率的估计方法，其特征在于，所述获取所述 转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值进一步包括： 计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、2、3、…、n)，其中，方差 计算公式为： D = E{X(u)-E[X(u)]}2， 其中，X(u)为所述分数阶傅里叶变换的前半段或者所述分数阶傅里叶变换的后半段，U =1、2、3、…，N为信号的采样点数。5. 根据权利要求4所述的线性调频信号调频率的估计方法，其特征在于，其中， 如果所述第一过零数小于所述第二过零，则所述调频率的计算公式为： Kp 二 kmax · C〇t(Q〇)， 如果所述第一过零数大于所述第二过零，则所述调频率的计算公式为： Κρ 二-kmax · cot(口 ο), 其中，Κρ为所述调频率，α。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。6. -种线性调频信号调频率的估计装置，其特征在于，包括： 第一获取模块，用于根据信号采样频率与信号采样时长获取待分析信号的调频率最大 值，并且获取调频率误差，W得到分数阶傅里叶变换的转角及其个数； 处理模块，用于将所述待分析信号均分为第一分析信号与第二分析信号；，并且统计所 述第一分析信号与第二分析信号对应的第一过零数与第二过零数； 判断模块，用于判断所述第一过零数是否小于所述第二过零数； 计算模块，当所述第一过零数小于所述第二过零时，用于根据所述转角及其个数得到 所述待分析信号的分数阶傅里叶变换的前半段，否则根据所述转角及其个数得到所述待分 析信号的分数阶傅里叶变换的后半段;W及 第二获取模块，用于获取所述转角及其个数下变换结果的方差及对应的方差值，并且 获取最大方差值，并得到对应的旋转角度，W根据所述调频率最大值、所述旋转角度得到调 频率。7. 根据权利要求6所述的线性调频信号调频率的估计装置，其特征在于，所述调频率最 大值的计算公式为：其中，kmax为所述调频率最大值，fs为所述信号采样频率，Δ t为所述信号采样时长。8. 根据权利要求7所述的线性调频信号调频率的估计装置，其特征在于，所述转角及其 个数的计算公式为：其中。=1、2、一、11)，(3为常系数，〇和11分别为所述转角及其个数。9. 根据权利要求8所述的线性调频信号调频率的估计装置，其特征在于，所述第二获取 模块还用于计算η个转角α下变换结果的方差，得到对应方差值D(i)(i = l、2、3、…、n)，其 中，方差计算公式为： D = E{X(u)-E[X(u)]}2， 其中，X(u)为所述分数阶傅里叶变换的前半段或者所述分数阶傅里叶变换的后半段，U =1、2、3、…1% ^，N为信号的采样点数。10. 根据权利要求9所述的线性调频信号调频率的估计装置，其特征在于，其中， 当所述第一过零数小于所述第二过零时，所述调频率的计算公式为： Κρ 二 kmax · C〇t(Q〇)， 当所述第一过零数大于所述第二过零时，所述调频率的计算公式为： Κρ 二-kmax · C〇t(Q〇)， 其中，Κρ为所述调频率，α。为分数阶傅里叶变换方差取得最大值对应的旋转角度。
【文档编号】G01S7/534GK106093885SQ201610379315
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】阎绍泽, 刘涛, 果晓东, 赵杰亮
【申请人】清华大学