基于频域平滑算法的chirp扫频信号处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及chi巧扫频信号处理技术。
【背景技术】
[0002] 对于一个线性时不变的因果系统，初始条件为零时，其零输入响应为零。在时域， 如果用e(t)表示激励，r(t)表示响应，h(t)表示单位冲激响应，则激励和响应的关系可写 为：
[0003] r(t)=e(t)*h(t) (1)
[0004] 由时域卷积性质，可得到其频域的傅里叶变换：
[0005]
(2)
[0006] 运是频响函数的原始定义。
[0007] 传统的扫频方法采用正弦信号做激励，该激励的幅值不变，频率随时间的变化W 某一固定步长Af增加。假设从to到to+At之间信号源发出起始频率为fo的正弦，则在to+Δ 巧iJt〇+2At之间信号源发出的频率为fo+Af的正弦波，依次类推。
[000引假设扫描的时间为T=NAt，则扫描的频带范围为fo~f0+(N-l)Af。通过设定起始 频率fo、扫描时间T和频率变化步长Δ?·，就可W在指定的频率范围内测定所研究电网络的 频率特性。
[0009] 根据傅里叶变换的公式，如果使用一个带宽信号作为激励，那么仅通过一次扫描 就能得到信号在带宽范围内的频率特性，而无需向传统的扫频方法那样要逐点分布测量， 从而加快了测量的速度。
[0010] 采用无幅度调制的线性调频脉冲作为激励信号（在雷达技术领域，该信号又称 chi巧信号），其表达式为：
[0011]
(3)
[0012] 在测量中实际用到的是chirp信号的实部：
[0013] cos(化 2+〇化） （4)
[0014] 由图1所示的波形可见，该信号是基于预先的频率不断随时间增长的信号。
[0015] 当chirp信号进入到实际系统中，由于实际器件中的噪声等因素的影响，会对频率 响应产生非常大的影响。由图2和3所示的波形所示。
[0016] 由图像，可知信号的大概频谱特征，但是由于未知因素的影响，还无法从原始数据 中得到可W直接使用的平滑信息。因此，对chirp信号(切普信号)进行扫频是非常重要的。
【发明内容】
[0017] 本发明是为了适应对chbp扫频信号处理的需求，从而提供一种基于频域平滑算 法的chi巧扫频信号处理方法。
[0018] 基于频域平滑算法的chi巧扫频信号处理方法，它由W下步骤实现：
[0019] 步骤一、对原始输入信号进行快速傅里叶变换，具体为：
[0020] 对于离散的输入信号e(n)和输出信号r(n)，首先测量出该两列信号的长度，然后 进行快速傅里叶变换，变换到频域后的信号分别表示为E(n)和R(n);
[0021 ]步骤二、对频域信号进行截短，具体为：
[0022]对于两列离散信号E(n)和R(n)，根据公式：
[0025] 获得预设的起始频率fi和预设的截止频率f2对应的数据点数m和m;
[0026] 式中:N是输入数据的点数，fs是采样频率；
[0027] 若m或Π 2不是整数时，将m或Π 2向下取整；
[002引步骤立、对于数据化山），11把（山，耻），根据公式：
[0029]
[0030] 对截短后的信号进行平均处理；
[0031] 式中，njE (ηι,Π2);
[0032] 步骤四、对步骤Ξ得到的平均处理结果进行插值处理，具体为：
[0033] 在(ηι，Π2)之间，取出C个值作为插值对像，C为正整数;对该C个值进行Ξ次样条插 值后，作为最终处理结果输出。
[0034] 本发明充分适应了对chi巧扫频信号处理的需求。
【附图说明】
[0035] 图1是【背景技术】中的chi;rp信号仿真示意图；
[0036] 图2是【背景技术】中的chirp信号幅频特性仿真示意图；
[0037] 图3是【背景技术】中的chirp信号相频特性仿真示意图；
[0038] 图4是本发明【具体实施方式】中信号的幅频特性仿真示意图；
[0039] 图5是本发明【具体实施方式】中信号的相频特性仿真示意图；
[0040] 图6是本发明的信号处理流程示意图；
[0041] 图7是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0-18化幅频特性仿真示意图；其中 曲线71为原始chi巧信号；曲线72为经本发明处理过的信号；
[0042] 图8是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0-18化相频特性仿真示意图；其中 曲线81为原始chi巧信号；曲线82为经本发明处理过的信号；
[0043] 图9是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0.1-16化幅频特性仿真示意图；其 中曲线91为原始chi巧信号；曲线92为经本发明处理过的信号；
[0044] 图10是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0.1-16化相频特性仿真示意图；其 中曲线101为原始chi巧信号；曲线102为经本发明处理过的信号；
[0045] 图11是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0.1-26化幅频特性仿真示意图；其 中曲线111为原始chi巧信号；曲线112为经本发明处理过的信号；
[0046] 图12是本发明【具体实施方式】中性能分析获得的0.1-26化相频特性仿真示意图；其 中曲线121为原始chi巧信号；曲线122为经本发明处理过的信号；
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0047] 一、结合图6说明本，基于频域平滑算法的chirp扫频 信号处理方法，它由W下步骤实现：
[0048] 步骤一、对原始输入信号进行快速傅里叶变换，具体为：
[0049] 对于离散的输入信号e(n)和输出信号r(n)，首先测量出该两列信号的长度，然后 进行快速傅里叶变换，变换到频域后的信号分别表示为E(n)和R(n);
[0050] 步骤二、对频域信号进行截短，具体为：
[0051 ]对于两列离散信号E(n)和R(n)，根据公式：
[0054] 获得预设的起始频率fi和预设的截止频率f2对应的数据点数m和m;
[0055] 式中:N是输入数据的点数，fs是采样频率；
[0化6] 若m或Π 2不是整数时，将m或Π 2向下取整；
[0057]步骤立、对于数据化山），山居（山，耻），根据公式：
[0化引
[0059] 对截短后的信号进行平均处理；
[0060] 式中，nje(ni，n2);
[0061] 步骤四、对步骤Ξ得到的平均处理结果进行插