[发明专利]基于频域平滑算法的chirp扫频信号处理方法

说明书

基于频域平滑算法的chirp扫频信号处理方法，涉及chirp扫频信号处理技术。是为了适应对chirp扫频信号处理的需求。本发明中，首先对原始输入信号进行快速傅里叶变换；并对频域信号进行截短；然后通过加窗取平均和三次样条插值后输出。本发明适用于chirp扫频信号处理。

技术领域

本发明涉及chirp扫频信号处理技术。

背景技术

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：

r(t)＝e(t)*h(t) (1)

由时域卷积性质，可得到其频域的傅里叶变换：

这是频响函数的原始定义。

传统的扫频方法采用正弦信号做激励，该激励的幅值不变，频率随时间的变化以某一固定步长△f增加。假设从t₀到t₀+△t之间信号源发出起始频率为f₀的正弦，则在t₀+△t到t₀+2△t之间信号源发出的频率为f₀+△f的正弦波，依次类推。

假设扫描的时间为T＝N△t，则扫描的频带范围为f₀～f₀+(N-1)△f。通过设定起始频率f₀、扫描时间T和频率变化步长△f，就可以在指定的频率范围内测定所研究电网络的频率特性。

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。

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chirp信号)，其表达式为：

在测量中实际用到的是chirp信号的实部：

cos(βt²+ω₀t) (4)

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。

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。

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以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

本发明是为了适应对chirp扫频信号处理的需求，从而提供一种基于频域平滑算法的chirp扫频信号处理方法。

基于频域平滑算法的chirp扫频信号处理方法，它由以下步骤实现：

步骤一、对原始输入信号进行快速傅里叶变换，具体为：

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)；

步骤二、对频域信号进行截短，具体为：

对于两列离散信号E(n)和R(n)，根据公式：

获得预设的起始频率f₁和预设的截止频率f₂对应的数据点数n₁和n₂；