[发明专利]一种基于频域卷积的加窗方法

说明书

技术领域

本发明属于信号频谱分析技术领域，涉及一种时频变换中用于降低旁瓣的加窗方法，具体地说就是利用频域卷积运算来代替时域相乘的加窗操作，达到减少存储资源和计算量的目的。

背景技术

在信号频谱分析时，窗函数用于降低旁瓣。传统的窗函数在硬件上的实现方法，是利用查找表(LUT)存储窗系数，占用大量的存储资源，乘法器的计算时间复杂度也正比于系统字长，而且窗系数的长度不能更改。根据余弦窗需要预先计算并存储余弦值的特点，学者提出了利用CORDIC计算窗函数的方法，该方法能直接计算窗系数，并完成窗系数与数据相乘的操作，且方便更改窗的长度。但是CORDIC计算消耗资源多，而且需要计算出与整个时域数据点数相当的窗系数，同样会消耗较大的硬件资源。

在大部分应用场合下，由于采用高采样率，在时频变换之后只需要其中部分感兴趣的频点。比如在线性调频系统中的stretch处理时频变换，只对其中极少部分频点感兴趣，即输入数据点数远大于输出数据点数。如果是进行时域加窗，无论计算的频点数多少，都要进行与时域点数相当的乘法运算，而且需要存储相应点数的窗系数。

在常规加窗条件下，使用较多的是余弦窗函数，三个余弦窗的表达式如下所示，将他们的值预先计算好并存储起来，分别与时域数据进行相乘，然后再进行时频变换，达到降低旁瓣的目的。

Hanning:w(n)=0.5(1-cos(2πnN)),0≤n≤N-1;---(1)]]>

Hamming:w(n)=0.54-0.46cos(2πnN),0≤n≤N-1;---(2)]]>