CN112946594B

CN112946594B - 一种提高中频采样信号稳定性的方法和装置

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Publication number: CN112946594B
Application number: CN202110324546.2A
Authority: CN
Inventors: 张达凯; 刘胤凯; 李熙民; 苗苗; 冯孝斌; 沈小玲; 张云; 冯雨; 王晓; 邵景星; 李万珅
Original assignee: Beijing Institute of Environmental Features
Current assignee: Beijing Institute of Environmental Features
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2041-03-26
Also published as: CN112946594A

Abstract

本发明涉及一种提高中频采样信号稳定性的方法和装置，其中方法包括：根据系统采样参数计算信号整数采样点位置；计算离散频谱中频点位置为所述信号整数采样点位置时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差；根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出。本发明发明可用于目标电磁散射特性测量系统、有源定标系统工作稳定性的验证，通过对信号源输出信号频点的调整，消除信号采集系统中频采样频点非信号最大值点带来的误差，提高系统工作稳定性的测试精度。

Description

一种提高中频采样信号稳定性的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及提高中频采样信号稳定性的方法、装置和计算机可读介质。

背景技术

目标电磁散射特性测量系统、有源定标系统等雷达系统工作稳定性是系统重要性能指标，系统接收信号稳定性可通过以下方法验证：信号源设置系统工作频点发射信号，通过射频电缆可直接接入系统，系统通过采集输入信号，并对采集信号分析处理得到系统动态中频采样信号，验证系统稳定性。由于系统中频采样为数字信号采样，信号采样点为离散点，信号中心频点位置存在不是整数的情况，此时系统采集信号频点将存在一定偏差，造成未取到信号最大值，并带来一定波动。

因此，针对以上不足，需要提供一种提高中频采样信号稳定性的方法和装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有系统采集信号频点存在一定偏差的缺陷，提供一种提高中频采样信号稳定性的方法、装置和计算机可读介质，通过调整输入信号频点，在不改变系统采样率的条件下，使信号中心频点位置为整数，消除系统采样频点与发射信号频点之间的误差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高中频采样信号稳定性的方法，包括：

根据系统采样参数计算信号整数采样点位置；

计算离散频谱中频点位置为所述信号整数采样点位置时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差；

根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出。

在一种可能的实现方式中，所述根据系统采样参数计算信号整数采样点位置，包括通过以下公式计算：

其中，P为信号整数采样点位置，f₀为数字采样中心频点，F_s为系统采样率，N为采样点数，(*)表示对数值进行四舍五入取整数。

在一种可能的实现方式中，所述计算离散频谱中频点位置为所述信号整数采样点位置时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差，包括通过以下公式计算：

其中，E为中频采样频点误差，P为信号整数采样点位置，f₀为数字采样中心频点，F_s为系统采样率，N为采样点数。

在一种可能的实现方式中，所述根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出，包括通过以下公式计算：

f_t＝f_t0±E

其中，f_t0为修正前的信号源射频频率，f_t为修正后的信号源射频频率，E为中频采样频点误差。

本发明还提供了一种提高中频采样信号稳定性的装置，包括：

整数采样点位置计算模块，用于根据系统采样参数计算信号整数采样点位置；

中频采样频点误差计算模块，用于计算离散频谱中频点位置为所述信号整数采样点位置时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差；

频率修正模块，用于根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出。

在一种可能的实现方式中，所述整数采样点位置计算模块用于通过以下公式计算信号整数采样点位置：

在一种可能的实现方式中，所述中频采样频点误差计算模块用于通过以下公式计算中频采样频点误差：

在一种可能的实现方式中，所述频率修正模块用于通过以下公式计算修正后的信号源射频频率：

f_t＝f_t0±E

本发明还提供了一种提高中频采样信号稳定性的装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行如上述所述的方法。

本发明还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行如上述所述的方法。

实施本发明的提高中频采样信号稳定性的方法和装置，具有以下有益效果：本发明通过对信号源输出频率进行修正，可消除信号中心频点位置非整数点带来的误差，提高系统采集信号稳定性。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的提高中频采样信号稳定性的方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的提高中频采样信号稳定性的装置所在设备的示意图；

图3是本发明一个实施例提供的提高中频采样信号稳定性的装置的示意图；

图4是本发明信号源输出频率修正前动态中频采样信号；

图5是本发明信号源输出频率修正后动态中频采样信号。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出根据一个实施例的提高中频采样信号稳定性的方法的流程图。可以理解，该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。

参见图1，该方法包括：

步骤101：根据系统采样参数计算信号整数采样点位置。

在步骤101中，根据系统采样参数计算信号整数采样点位置，包括通过以下公式计算：

其中，P为信号整数采样点位置，f₀为数字采样中心频点，F_s为系统采样率，N为采样点数，(*)表示对里面数值进行四舍五入取整数。

步骤102：计算中频采样频点误差。

在步骤102中，依据步骤S101计算的信号整数采样点P，计算离散频谱中频点位置为P时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差。具体地，通过以下公式进行计算：

步骤103：根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出。

在步骤103中，信号源射频频率需要依据步骤S102计算的中频采样频点误差E进行修正。具体地，可以通过以下公式进行计算：

f_t＝f_t0±E

其中，f_t0为修正前的信号源射频频率，f_t为修正后的信号源射频频率，E为中频采样频点误差。上述公式中±由系统变频关系决定，具体地，该步骤中可以先通过上述公式±分别计算出两个频率值，再分别使用这两个频率值进行测试，处理接收到的信号的频谱，如果采样点的主瓣是对称的就认为该频率为正确频率。

由此，上述流程完成了信号源实际射频频率的设置，实现了中频采样信号稳定性提升。本申请的方法可用于目标电磁散射特性测量系统、有源定标系统工作稳定性的验证，基于信号源、信号采集系统、信号处理软件实现，通过微调信号源输出信号频点，使信号采集系统采样频点位置正好为信号最大值处，消除信号采集系统中频采样频点非信号最大值点带来的误差，提高系统工作稳定性的测试精度。

如图2和图3所示，本发明实施例提供了一种提高中频采样信号稳定性的装置所在的设备和提高中频采样信号稳定性的装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图2所示，为本发明实施例提供的提高中频采样信号稳定性的装置所在设备的一种硬件结构图，除了图2所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图3所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。

如图3所示，本实施例提供的提高中频采样信号稳定性的装置，包括：

整数采样点位置计算模块301，用于根据系统采样参数计算信号整数采样点位置；

中频采样频点误差计算模块302，用于计算离散频谱中频点位置为所述信号整数采样点位置时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差；

频率修正模块303，用于根据中频采样频点误差对信号源射频频率进行修正后输出。

在本发明实施例中，整数采样点位置计算模块301可用于执行上述方法实施例中的步骤101，中频采样频点误差计算模块302可用于执行上述方法实施例中的步骤102，频率修正模块303可用于执行上述方法实施例中的步骤103。

在本发明的一个实施例中，整数采样点位置计算模块301根据系统采样参数计算信号整数采样点位置P，包括通过以下公式计算：

在本发明的一个实施例中，中频采样频点误差计算模块302依据整数采样点位置计算模块301计算的信号整数采样点P，计算离散频谱中频点位置为P时对应的信号频点与数字采样中心频点的误差作为中频采样频点误差。具体地，通过以下公式进行计算：

在本发明的一个实施例中，频率修正模块303需要依据中频采样频点误差计算模块302计算的中频采样频点误差E进行修正。具体地，可以通过以下公式进行计算：

f_t＝f_t0±E

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对提高中频采样信号稳定性的装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，提高中频采样信号稳定性的装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种提高中频采样信号稳定性的装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

至少一个处理器，用于调用机器可读程序，执行本发明任一实施例中的提高中频采样信号稳定性的方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，存储用于使一计算机执行如本文的提高中频采样信号稳定性的方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的方法或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该方法或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作方法等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

本发明应用于目标电磁散射特性测量系统、有源定标系统稳定性测试，通过本方法对信号源输出频率进行修正，可消除信号中心频点位置非整数点带来的误差，提高系统采集信号稳定性。信号源输出频率修正前中频采样信号量化幅度波动范围约0.04dB，如图4所示，通过本发明方法对信号源输出频率进行修正后中频采样信号量化幅度波动范围约0.017dB，如图5所示，信号稳定信得到了明显提升。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修复，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修复或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。