CN111487462B - 一种超快速测频方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超快速测频方法，包括以下步骤：构建N个采样点的测频查找表；采用高速AD进行信号采集和单比特量化；对系统收集的采样点进行滑动，对每次滑动后收集的N个采样点作为地址，在查找表中获取采样点的信号频率；对查表获取的信号频率进行平均，作为测量结果。

Description

一种超快速测频方法
技术领域
本发明涉及一种电子对抗技术，特别是一种超快速测频方法。
背景技术
如何快速对目标频率进行快速测量是电子对抗技术领域内的关键技术，随着电子对抗技术的不断发展，在电子战接收机领域内的新技术、新方法层出不穷，研究人员提出了具有高处理带宽、高处理速度的单比特测频方法，单比特测频方法基于单比特接收机技术，该技术通过采用位数较少的ADC、简化DFT运算的核函数ejωn(使其值为±1、±j)的方式，从而简化了乘法运算，提高了运算速度。但上述方法还是无法避免大量的加减法运算，影响了处理的实时性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超快速测频方法。
实现本发明目的的技术方案为：一种超快速测频方法，包括以下步骤：
构建N个采样点的测频查找表；采用高速AD进行信号采集和单比特量化；对系统收集的采样点进行滑动，对每次滑动后收集的N个采样点作为地址，在查找表中获取采样点的信号频率；对查表获取的信号频率进行平均，作为测量结果fout。
进一步地，测频查找表的构建具体包括以下步骤：
步骤11，对N点二进制序列进行去直流，即将0值转换为-1，然后对序列进行补零，形成长度为2a(a为正整数)的序列s(n)；
步骤12，对序列s(n)进行FFT运算，求出信号频谱S(k)，在S(k)中横坐标为[0,2a-1]的范围内寻找幅度最大点的位置kmax，并根据采样频率fs与FFT点数的相应关系，计算出测频结果(第一奈奎斯特区)fout；
步骤13，遍历所有N点二进制序列，以N点二进制序列为地址，测频结果为内容，生成测频查找表。
进一步地，
Figure BDA0002459106860000011
进一步地，
Figure BDA0002459106860000012
其中M为滑动的次数，kimax为第i次滑动后寻找幅度最大点的位置。
进一步地，经处理后的待测单比特信号为
Figure BDA0002459106860000021
其中，s(t)为输入的射频信号。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过查表的方式可以在极短的时间内给出采集信号的频率测量结果；(2)配合微波分频器可快速测量高频信号的频率；(3)利用快速测频结果引导接收机其他组件或算法模块工作。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为一种超快速测频方法流程图。
图2为高速AD采样序列与查找表地址对应关系示例示意图。
图3为采样滑动处理示意图。
图4为实例测频仿真结果示意图。
具体实施方式
结合图1和图2，本发明的一种超快速测频方法，包括以下步骤：
步骤1，构建N个采样点的测频查找表；
步骤2，采用高速AD进行信号采集和单比特量化，假设输入的射频信号可表示为s(t)，经处理后的待测单比特信号可表示为
Figure BDA0002459106860000022
步骤2，利用系统收集的N个采样点作为地址，查找步骤1构建的查找表获取信号频率；
步骤3，利用系统收集的N个采样点作为地址，查找步骤1构建的查找表获取信号频率；
步骤4，对系统收集采样点进行滑动，产生新的N个采样点作为地址，查找步骤1构建的查找表获取信号频率；
步骤5，多次重复步骤4，对步骤3和步骤4的查表结果进行平均，作为测量结果，即
Figure BDA0002459106860000031
本发明的N个采样点测频查找表的构建方法，包括以下步骤：
步骤11，对N点二进制序列进行去直流，即将0值转换为-1，然后对序列进行补零，形成长度为2a(a为正整数)的序列s(n)；
步骤12，对序列s(n)进行FFT运算，求出信号频谱S(k)，在S(k)中横坐标为[0,2a-1]的范围内寻找幅度最大点的位置kmax，并根据采样频率fs与FFT点数的相应关系，计算出测频结果(第一奈奎斯特区)fout。
Figure BDA0002459106860000032
步骤13，遍历所有N点二进制序列，以N点二进制序列为地址，测频结果为内容，生成测频查找表。
实施例一
结合图1至图4，各相关参数的取值为：N＝15，a＝9，nstep＝2，M＝64，fs＝2500MHz，输入信号频率范围为168.75～1125MHz，仿真信噪比为12dB。根据本专利公开的一种超快速测频方法，其步骤具体如下：
步骤1，构建15个采样点的测频查找表；
步骤11，对15点二进制序列进行去直流，即将0值转换为-1，然后对序列进行补零，形成长度为做2a＝512点的序列s(n)；
步骤12，对序列s(n)进行FFT运算，求出信号频谱S(k)，在S(k)中横坐标为[0,255]的范围内寻找幅度最大点的位置kmax，并根据采样频率fs与FFT点数的相应关系，计算出测频结果(第一奈奎斯特区)fout。
Figure BDA0002459106860000033
步骤13，遍历所有15点二进制序列，以15点二进制序列为地址，测频结果为内容，生成测频查找表。
步骤2，采用高速AD进行信号采集和单比特量化，产生0/1取值的二进制采样序列；
步骤3，利用系统收集的15个采样点作为地址，查找步骤1构建的查找表获取信号频率；
步骤4，将步骤3的采样窗口滑动2个采样点，产生新的15个采样点作为地址，查找步骤1构建的查找表获取信号频率；
步骤5，重复63次步骤4，对步骤3和步骤4的查表结果进行平均，作为测量结果。
实例测频时间分析：实际采用数据点数为143个，数据点采样耗时57.2ns，以156.25MHz工作时钟为例需要10个时钟周期，Rom表读出延迟1个时钟周期，64次数据相加采用8路串行操作5个时钟周期，也即17个工作时钟后可以输出测频索引，总耗时17*6.4＝108.8ns。

Claims (2)

1.一种超快速测频方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建N个采样点的测频查找表；
采用高速AD进行信号采集和单比特量化；
对系统收集的采样点进行滑动，对每次滑动后收集的N个采样点作为地址，在查找表中获取采样点的信号频率；
对查表获取的信号频率进行平均，作为测量结果
Figure FDA0003536272750000011
Figure FDA0003536272750000012
其中M为滑动的次数，kimax为第i次滑动后寻找幅度最大点的位置；
测频查找表的构建具体包括以下步骤：
步骤11，对N点二进制序列进行去直流，即将0值转换为-1，然后对序列进行补零，形成长度为2a的序列s(n)，a为正整数；
步骤12，对序列s(n)进行FFT运算，求出信号频谱S(k)，在S(k)中横坐标为[0,2a-1]的范围内寻找幅度最大点的位置kmax，并根据采样频率fs与FFT点数的相应关系，计算出测频结果，即第一奈奎斯特区fout；
Figure FDA0003536272750000013
步骤13，遍历所有N点二进制序列，以N点二进制序列为地址，测频结果为内容，生成测频查找表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用高速AD进行信号采集和单比特量化后的待测单比特信号为
Figure FDA0003536272750000014
其中，s(t)为输入的射频信号。
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