[发明专利]基于正弦拟合的捷变信号建立时间精确测量方法

说明书

本发明涉及一种基于正弦拟合的捷变信号建立时间精确测量方法，属于无线电计量测试技术领域。本发明是通过截取捷变前后稳定部分波形进行正弦拟合，并将拟合波形作为捷变信号的两个理想状态拓展到全部波形序列中，以实测波形序列与拟合波形之间的偏差作为回归偏差曲线，从中寻找捷变起始时刻点和捷变结束时刻点，最终获得捷变信号的建立时间。本发明可以直接用于正弦载波的脉冲调制信号的建立时间的精确测量评价。对于捷变前后只有一侧为正弦波形，而另外一侧为直流波形的情况依然适用。因此，对于正弦波信号源的过载恢复特性、开机瞬态特性等的测量也可以适用。本发明拥有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于正弦拟合的捷变信号建立时间精确测量方法，属于无线电计量测试技术领域。

背景技术

捷变，广义说来指从一个稳定状态快速突变到另外一个稳定状态。多数情况下，是指从一个正弦状态变换到另外一个正弦状态。这里，理想目标是捷变所用时间为0，实际上做不到。但仍然希望捷变所用的时间越短越好。在无线电领域，有很多捷变信号被广泛应用，最常被提及的是捷变频信号。例如最常见的电子对抗手段中，通信对抗技术中的跳频通信，雷达对抗中的捷变频雷达，均涉及到工作用频率在多个频率之间按照预定规则跳变。而数字通信中的脉冲调制，本质上也属于捷变信号。其脉冲调频属于捷变频过程，脉冲调相属于相位捷变过程，脉冲调幅属于幅度捷变过程。在该类信号中，人们总是希望捷变过渡过程所用的捷变时间——这里称为捷变信号建立时间——越短越好。但是总需要寻找到一种手段，对捷变建立时间进行定量测量。目前为止，针对捷变频信号，人们已经研究发展了许多方法，如鉴频器法，鉴相器法，包络估计法，调制度分析法，时间延迟法等等。准确度都不是很高，且受到各种各样的硬件条件限制，在小捷变时间测量上难度更大。究其本质原因，是捷变信号多数是从一个正弦状态跳变到另外一个正弦状态，并且其捷变前后的状态均有无穷多种，从一个变化的波形中寻找到是否达到其稳定状态的难度巨大，也很不直观。因而捷变起始点和捷变完成点的时刻确定的难度巨大，导致其测量准确度一直不高。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术无法精确确定捷变起始点和捷变完成点的时刻的问题，提供基于正弦拟合的捷变信号建立时间精确测量方法。

捷变前后的稳定状态均是正弦波的捷变信号(直流信号属于特殊的正弦波信号，此时，约定其频率为0，相位为0，幅度为0，直流分量为任意恒定直流量值)，包括捷变频信号、相位捷变信号、幅度捷变信号，本发明提出基于正弦拟合的捷变信号建立时间一种精确测量方法，最终得到捷变建立时间的精确测量结果。本发明是通过具有事件触发功能的宽带数字示波器，对捷变信号进行波形测量，其后，针对捷变前的稳态正弦波形部分进行正弦拟合，获得拟合参数，将该拟合波形拓展到全部测量序列范围，计算拟合回归波形与测量波形之间的残差曲线波形，可得捷变起始点时刻值；然后，针对捷变后的稳态正弦波形部分进行正弦拟合，获得拟合参数，将该拟合波形拓展到全部测量序列范围，计算拟合回归波形与测量波形之间的残差曲线波形，可得捷变结束点时刻值；最后，从两个时刻的差值获得捷变信号的建立时间测量结果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

定义：信号源由稳定的第一状态向稳定的第二状态切换时，切换起始时刻t₁至切换过渡波形与第二稳定状态之间的偏差波形幅度完全进入约定平稳公差带的起始时刻t₂之间的时间差，为信号源切换过程的建立时间。即第二平稳状态的波形建立时间。也称为捷变信号的建立时间。

本发明中，均以拟合均已拟合回归标准偏差的3倍值定义状态切换的起始时刻和状态切换的完成时刻。即判定第一稳定状态开始切换状态的时刻t₁所用公差带判据为3ρ_p；判定第二稳定状态完成建立时刻t₂所用公差带判据为3ρ_q；

基于正弦拟合的捷变信号x(t)建立时间精确测量方法，具体过程如下：

设捷变正弦信号第一个稳定状态的正弦信号波形的瞬时值x_a(t)为：