CN116232481A - 一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统 - Google Patents

一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统 Download PDF

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CN116232481A CN202211660101.2A CN202211660101A CN116232481A CN 116232481 A CN116232481 A CN 116232481A CN 202211660101 A CN202211660101 A CN 202211660101A CN 116232481 A CN116232481 A CN 116232481A
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金磊
曾富华
袁田
王媛
郭枭
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Abstract

本发明公开了一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，属于无线通信领域，包括采样缓存模块、双块分组模块、跳频图案模块、频率解跳模块、频偏分槽模块、补偿修正模块、CIC降采模块、补零FFT模块、积分累加模块和检测解算模块；双块分组模块对采样数据进行双块分组；频率解跳模块对双块分组后的数据进行频率解跳；补偿修正模块对频率解跳后的数据进行补偿修正；补零FFT模块对CIC降采后的数据进行傅里叶变换；检测解算模块对所有积分累加数据处理得到积分峰值信息，结合二次函数内插修正方法，解算接收信号的载波多普勒频移。本发明能够快速、有效、精确地测量跳频信号的载波频率，为后续信号处理提供高精度的载波多普勒频移测量值。

Description

一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，更为具体的，涉及一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统。
背景技术
跳频(Frequency Hopping,FH)通信系统在发射端采用跳频序列对基带信息进行调制，然后在接收端采用相同的跳频序列进行解跳以恢复出原始基带信息，传输过程中信号占的频带宽度远大于传输信息所需要的带宽，能够在复杂恶劣电磁环境中保证通信的可靠稳定，具有抗衰落、抗干扰、低截获等优势，已在航天测控、电子对抗、雷达探测、移动通信等领域得到持续的发展和广泛的应用。
在跳频通信系统中，侦测载体常处于高速机动状态，收发两端之间存在径向相对高速运动，接收信号的载波频率会随时间发生剧烈变化，将产生极大的载波多普勒频移，接收到的跳频信号处于高动态场景，测量系统需要具备更宽的频率测量范围和更优的频率测量精度；其次，收发两端传输距离十分遥远，并考虑到障碍遮挡、电磁干扰、多径效应等复杂因素，跳频信号的接收功率将受到各种信道损耗而严重衰减，一般已经完全淹没在各种强噪声和干扰中，测量系统应满足低信噪比条件。因此，在大频率动态、低信噪比等复杂场景下，对跳频通信系统提出了更大的挑战，如何有效、精确、快速地实现跳频信号载波频率的测量同步，成为跳频通信系统的关键技术难题。
目前，常用的测频方法归纳起来主要有三类：一是基于现代谱估计的方法，其缺点是复杂度高、运算量大、计算时间长；二是基于相位差的方法，该方法只利用相位信息而未考虑频域信息，而且只适合于单频信号的测量，对信噪比要求较高；三是基于插值拟合FFT变换的谱线细化法，该类方法的缺点是测频精度与拟合函数的逼近程度有很大的关系，而且解方程运算复杂，受噪声影响大，在低信噪比场景下频率误测现象严重。
传统测量系统只对载波频率进行粗略测量，没有考虑相邻跳频频点不同导致附加在载波上的多普勒跳变，同时只在单个跳频间隔时间内进行频率测量，不能满足微弱跳频信号的检测需求，因此，传统测量系统既无法适应大频率动态、低信噪比等复杂场景，也不能满足实际跳频通信系统的测量性能需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，提供了一种可克服多普勒跳变、频率测量精度高、处理实时性好的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，能够在大频率动态、低信噪比等复杂场景下快速、有效、精确地测量跳频信号的载波频率，为后续信号处理提供高精度的载波多普勒频移测量值。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，包括：
采样缓存模块、双块分组模块、跳频图案模块、频率解跳模块、频偏分槽模块、补偿修正模块、CIC降采模块、补零FFT模块、积分累加模块和检测解算模块；
所述采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑；所述双块分组模块对采样缓存模块输出的采样数据进行双块分组；所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点对双块分组后的数据进行频率解跳；所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围将载波多普勒频移划分成多个频率子槽；所述补偿修正模块根据跳频频点和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移对频率解跳后的数据进行补偿修正；所述CIC降采模块对补偿修正后的数据进行CIC降采处理；所述补零FFT模块对CIC降采处理后的数据采用数据补零的方法，进行傅里叶变换；所述积分累加模块采用非相干积分的方法对傅里叶变换后的数据进行积分累加，得到积分累加数据；所述检测解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索方法得到积分峰值信息，采用二次函数内插修正方法，根据当前时刻跳频频点解算接收信号的载波多普勒频移。
进一步地，所述采样缓存模块的采样数据缓存参数为N×(M+1)，其中，N为每一跳频时间内接收信号采样数据总数，满足N＝fs/Rfh，fs为接收信号采样率，Rfh为跳频速率，M为积分累加点数。
进一步地，所述双块分组模块将采样缓存模块输出的连续N个采样数据划分为1个数据块，将N×(M+1)个采样数据划分成数据块0、数据块1、…、数据块M-1、数据块M，采用双块分组的方法，将连续2个数据块组成1个新的数据块，转换成2N×M个采样数据。
进一步地，所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频率fhopp(m)，其中，m为积分累加指数，满足m∈(0，1，…,M-1)，采用计算公式CWhopp＝-fhopp(m)×232/fs进行数据转换，得到跳频频率控制字CWhopp，对频率控制字CWhopp进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成跳频频率fhopp(m)的本地载波，跳频频率fhopp(m)的本地载波与双块分组模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对双块分组后的数据进行频率解跳。
进一步地，所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围
Figure BDA0004013453540000031
将载波多普勒频移划分成D+1个频率子槽，其中，/>
Figure BDA0004013453540000032
为载波多普勒频移最小值，/>
Figure BDA0004013453540000041
为载波多普勒频移最大值，载波多普勒频移搜索步进/>
Figure BDA0004013453540000042
为/>
Figure BDA0004013453540000043
则第d个频率子槽的载波多普勒频移/>
Figure BDA0004013453540000044
为/>
Figure BDA0004013453540000045
其中，d为频率子槽搜索轮次，满足d∈(0,1,…,D)。
进一步地，所述补偿修正模块根据跳频频率fhopp(m)和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移
Figure BDA0004013453540000046
采用计算公式/>
Figure BDA0004013453540000047
进行数据转换，其中，fRF为射频频率，得到载波多普勒频移频率控制字/>
Figure BDA0004013453540000048
对频率控制字/>
Figure BDA0004013453540000049
进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400000410
的本地载波，载波多普勒频移
Figure BDA00040134535400000411
的本地载波与频率解跳模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对频率解跳后的数据进行载波多普勒频移的补偿修正。
进一步地，所述CIC降采模块根据降采频率fB，采用计算公式CWB＝fB/fs×232进行数据转换，利用直接数字频率合成器DDS生成清零脉冲，采用累加器对补偿修正后的数据不断累加，在清零脉冲有效时输出累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对补偿修正模块输出的第m块2N个采样数据完成CIC降采处理。
进一步地，所述补零FFT模块对CIC降采模块输出的降采数据补零至K个，对K个补零数据进行K点快速傅里叶变换，得到K个快速傅里叶变换数据。
进一步地，所述积分累加模块采用非相干积分的方法，对K×M个快速傅里叶变换数据进行M次积分累加，得到K个积分累加数据。
进一步地，所述检测解算模块对所有频率子槽的积分累加数据采用比较搜索的方法，得到最大峰值所在子槽轮次dvpp、最大峰值所在指数位置kvpp、最大峰值积分累加数据yvpp和最大峰值左右邻近的两个积分累加数据分别为y-、y+，采用二次函数内插修正的方法，得到校正后的最大峰值所在指数位置kmax为
Figure BDA0004013453540000051
结合当前时刻跳频频率fhopp，解算接收信号的载波多普勒频移fdopl为
Figure BDA0004013453540000052
本发明的有益效果包括：
(1)适应高动态场景。本发明中双块分组模块消除了由于跳频载波初始相位不确定造成的相关累积能量损失，频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围将载波多普勒频移划分成多个频率子槽，相对于传统测量方法，具有极大的载波频率测量范围，可适应高动态场景的测量需求。
(2)克服多普勒跳变。本发明中补偿修正模块根据跳频频点和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移对频率解跳后的数据进行补偿修正，相对于传统测量方法，克服了相邻跳频频点不同导致附加在载波上的多普勒跳变。
(3)频率测量精度高。本发明中补零FFT模块采用数据补零的方法进行大点数的快速傅里叶变换，检测解算模块采用比较搜索结合二次函数内插修正方法，根据当前时刻跳频频点解算接收信号的载波多普勒频移，相对于传统测量方法，可提供高精度的载波多普勒频移测量值。
(4)处理实时性好。本发明中采用高频时钟快速处理采样缓存模块输出的采样数据，使相关运算量减少，采用多条数据处理支路并行搜索，极大地缩短数据处理时间，相对于传统测量系统，捕获速度得到显著提高，具有良好的处理实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统的结构原理示意图；
图2为图1中的双块分组模块的结构原理示意图；
图3为图1中的频率解跳模块的结构原理示意图；
图4为图1中的补偿修正模块的结构原理示意图；
图5为图1中的CIC降采模块的结构原理示意图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
如图1所示，根据本发明，一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，包括：采样缓存模块、双块分组模块、跳频图案模块、频率解跳模块、频偏分槽模块、补偿修正模块、CIC降采模块、补零FFT模块、积分累加模块和检测解算模块；所述采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑；双块分组模块对采样缓存模块输出的采样数据进行双块分组；频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点对双块分组后的数据进行频率解跳；频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围将载波多普勒频移划分成多个频率子槽；补偿修正模块根据跳频频点和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移对频率解跳后的数据进行补偿修正；CIC降采模块对补偿修正后的数据进行CIC降采处理；补零FFT模块对CIC降采处理后的数据采用数据补零的方法，进行大点数的快速傅里叶变换；积分累加模块采用非相干积分的方法对快速傅里叶变换后的数据进行积分累加，得到积分累加数据；检测解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索方法得到积分峰值信息，结合二次函数内插修正方法，根据当前时刻跳频频点解算接收信号的载波多普勒频移。
可选的实施方案中，采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑，采样数据缓存参数为N×(M+1)，其中，N为每一跳频时间内接收信号采样数据总数，满足N＝fs/Rfh，fs为接收信号采样率，Rfh为跳频速率，M为积分累加点数。
可选的实施方案中，如图2所示，双块分组模块将采样缓存模块输出的连续N个采样数据划分为1个数据块，将N×(M+1)个采样数据划分成数据块0、数据块1、…、数据块M-1、数据块M，采用双块分组的方法，将连续2个数据块组成1个新的数据块，转换成2N×M个采样数据。
可选的实施方案中，如图3所示，频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点fhopp(m)，其中，m为积分累加指数，满足m∈(0，1，…,M-1)，采用计算公式CWhopp＝-fhopp(m)×232/fs进行数据转换，得到跳频频点控制字CWhopp，对频率控制字CWhopp进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成跳频频率fhopp(m)的本地载波，跳频频点fhopp(m)的本地载波与双块分组模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对双块分组后的数据进行频率解跳。
可选的实施方案中，频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围
Figure BDA0004013453540000071
将载波多普勒频移划分成D+1个频率子槽，其中，/>
Figure BDA0004013453540000072
为载波多普勒频移最小值，/>
Figure BDA0004013453540000081
为载波多普勒频移最大值，载波多普勒频移搜索步进/>
Figure BDA0004013453540000082
为/>
Figure BDA0004013453540000083
则第d个频率子槽的载波多普勒频移/>
Figure BDA0004013453540000084
为/>
Figure BDA0004013453540000085
其中，d为频率子槽搜索轮次，满足d∈(0,1,…,D)。
可选的实施方案中，如图4所示，补偿修正模块根据跳频频点fhopp(m)和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移
Figure BDA0004013453540000086
采用计算公式/>
Figure BDA0004013453540000087
进行数据转换，其中，fRF为射频频率，得到载波多普勒频移频率控制字/>
Figure BDA0004013453540000088
对频率控制字/>
Figure BDA0004013453540000089
进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400000810
的本地载波，载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400000811
的本地载波与频率解跳模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对频率解跳后的数据进行载波多普勒频移的补偿修正。
可选的实施方案中，如图5所示，CIC降采模块根据降采频率fB，采用计算公式CWB＝fB/fs×232进行数据转换，利用直接数字频率合成器DDS生成清零脉冲，采用累加器对补偿修正后的数据不断累加，在清零脉冲有效时输出累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对补偿修正模块输出的第m块2N个采样数据完成CIC降采处理。
可选的实施方案中，补零FFT模块对CIC降采模块输出的降采数据补零至K个，对K个补零数据进行K点快速傅里叶变换，得到K个快速傅里叶变换数据；积分累加模块采用非相干积分的方法，对K×M个快速傅里叶变换数据进行M次积分累加，得到K个积分累加数据。
可选的实施方案中，检测解算模块对所有频率子槽的积分累加数据采用比较搜索的方法，得到最大峰值所在子槽轮次dvpp、最大峰值所在指数位置kvpp、最大峰值积分累加数据yvpp和最大峰值左右邻近的两个积分累加数据分别为y-、y+，采用二次函数内插修正的方法，得到校正后的最大峰值所在指数位置kmax为
Figure BDA0004013453540000091
结合当前时刻跳频频点fhopp，解算接收信号的载波多普勒频移fdopl为
Figure BDA0004013453540000092
下面再提供如下实施例范例：
以某卫星发射的跳频信号为例，工作频率fRF为22.0GHz，接收信号采样率fs为180.0MHz，跳频速率Rfh为20kHop/s，跳频间隔
Figure BDA0004013453540000093
为40kHz，跳频带宽为[-81.92MHz,+81.92MHz]，载波多普勒频移范围/>
Figure BDA0004013453540000094
为[-900.0kHz,+900.0kHz]。
采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑，采样数据缓存参数N×(M+1)为9000×(64+1)；双块分组模块将采样缓存模块输出的采样数据，采用双块分组的方法转换成18000×64个采样数据；频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点fhopp(m)生成跳频频点fhopp(m)的本地载波，对双块分组后的第m块18000个采样数据进行频率解跳；频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围
Figure BDA0004013453540000095
将载波多普勒频移划分成(18+1)个频率子槽，载波多普勒频移搜索步进/>
Figure BDA0004013453540000096
为100.0kHz，第d个频率子槽的载波多普勒频移/>
Figure BDA0004013453540000097
为/>
Figure BDA0004013453540000098
补偿修正模块根据跳频频点fhopp(m)和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移/>
Figure BDA0004013453540000099
生成载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400000910
的本地载波，对频率解跳后的第m块18000个采样数据进行载波多普勒频移的补偿修正；CIC降采模块的降采频率fB为200.0kHz，对补偿修正后的第m块18000个采样数据进行CIC降采处理，得到20个降采数据；补零FFT模块对CIC降采模块输出的20个降采数据补零至64个，进行64点快速傅里叶变换后得到64个快速傅里叶变换数据；积分累加模块采用非相干积分的方法，对64×32个快速傅里叶变换数据进行32次积分累加，得到64个积分累加数据；检测解算模块对所有频率子槽的积分累加数据采用比较搜索的方法，得到最大峰值所在子槽轮次dvpp、最大峰值所在指数位置kvpp、最大峰值积分累加数据yvpp和最大峰值左右邻近的两个积分累加数据分别为y-、y+，采用二次函数内插校正的方法，得到校正后的最大峰值所在指数位置kmax为/>
Figure BDA0004013453540000101
结合当前时刻跳频频点fhopp，解算接收信号的载波多普勒频移fdopl为
Figure BDA0004013453540000102
需要说明的是，在本发明权利要求书中所限定的保护范围内，以下实施例均可以从上述具体实施方式中，例如公开的技术原理，公开的技术特征或隐含公开的技术特征等，以合乎逻辑的任何方式进行组合和/或扩展、替换。
实施例1
一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，包括：
采样缓存模块、双块分组模块、跳频图案模块、频率解跳模块、频偏分槽模块、补偿修正模块、CIC降采模块、补零FFT模块、积分累加模块和检测解算模块；
所述采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑；所述双块分组模块对采样缓存模块输出的采样数据进行双块分组；所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点对双块分组后的数据进行频率解跳；所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围将载波多普勒频移划分成多个频率子槽；所述补偿修正模块根据跳频频点和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移对频率解跳后的数据进行补偿修正；所述CIC降采模块对补偿修正后的数据进行CIC降采处理；所述补零FFT模块对CIC降采处理后的数据采用数据补零的方法，进行傅里叶变换；所述积分累加模块采用非相干积分的方法对傅里叶变换后的数据进行积分累加，得到积分累加数据；所述检测解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索方法得到积分峰值信息，采用二次函数内插修正方法，根据当前时刻跳频频点解算接收信号的载波多普勒频移。
实施例2
在实施例1的基础上，所述采样缓存模块的采样数据缓存参数为N×(M+1)，其中，N为每一跳频时间内接收信号采样数据总数，满足N＝fs/Rfh，fs为接收信号采样率，Rfh为跳频速率，M为积分累加点数。
实施例3
在实施例2的基础上，所述双块分组模块将采样缓存模块输出的连续N个采样数据划分为1个数据块，将N×(M+1)个采样数据划分成数据块0、数据块1、…、数据块M-1、数据块M，采用双块分组的方法，将连续2个数据块组成1个新的数据块，转换成2N×M个采样数据。
实施例4
在实施例1的基础上，所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频率fhopp(m)，其中，m为积分累加指数，满足m∈(0，1，…,M-1)，采用计算公式CWhopp＝-fhopp(m)×232/fs进行数据转换，得到跳频频率控制字CWhopp，对频率控制字CWhopp进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成跳频频率fhopp(m)的本地载波，跳频频率fhopp(m)的本地载波与双块分组模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对双块分组后的数据进行频率解跳。
实施例5
在实施例1的基础上，所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围
Figure BDA0004013453540000121
将载波多普勒频移划分成D+1个频率子槽，其中，/>
Figure BDA0004013453540000122
为载波多普勒频移最小值，/>
Figure BDA0004013453540000123
为载波多普勒频移最大值，载波多普勒频移搜索步进/>
Figure BDA0004013453540000124
为/>
Figure BDA0004013453540000125
则第d个频率子槽的载波多普勒频移/>
Figure BDA0004013453540000126
为/>
Figure BDA0004013453540000127
其中，d为频率子槽搜索轮次，满足d∈(0,1,…,D)。
实施例6
在实施例1的基础上，所述补偿修正模块根据跳频频率fhopp(m)和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移
Figure BDA0004013453540000128
采用计算公式/>
Figure BDA0004013453540000129
进行数据转换，其中，fRF为射频频率，得到载波多普勒频移频率控制字/>
Figure BDA00040134535400001210
对频率控制字/>
Figure BDA00040134535400001211
进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400001212
的本地载波，载波多普勒频移/>
Figure BDA00040134535400001213
的本地载波与频率解跳模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对频率解跳后的数据进行载波多普勒频移的补偿修正。
实施例7
在实施例1的基础上，所述CIC降采模块根据降采频率fB，采用计算公式CWB＝fB/fs×232进行数据转换，利用直接数字频率合成器DDS生成清零脉冲，采用累加器对补偿修正后的数据不断累加，在清零脉冲有效时输出累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对补偿修正模块输出的第m块2N个采样数据完成CIC降采处理。
实施例8
在实施例1的基础上，所述补零FFT模块对CIC降采模块输出的降采数据补零至K个，对K个补零数据进行K点快速傅里叶变换，得到K个快速傅里叶变换数据。
实施例9
在实施例1的基础上，所述积分累加模块采用非相干积分的方法，对K×M个快速傅里叶变换数据进行M次积分累加，得到K个积分累加数据。
实施例10
在实施例1的基础上，所述检测解算模块对所有频率子槽的积分累加数据采用比较搜索的方法，得到最大峰值所在子槽轮次dvpp、最大峰值所在指数位置kvpp、最大峰值积分累加数据yvpp和最大峰值左右邻近的两个积分累加数据分别为y-、y+，采用二次函数内插修正的方法，得到校正后的最大峰值所在指数位置kmax为
Figure BDA0004013453540000131
结合当前时刻跳频频率fhopp，解算接收信号的载波多普勒频移fdopl为
Figure BDA0004013453540000132
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
作为另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，包括：
采样缓存模块、双块分组模块、跳频图案模块、频率解跳模块、频偏分槽模块、补偿修正模块、CIC降采模块、补零FFT模块、积分累加模块和检测解算模块；
所述采样缓存模块对接收信号进行采样缓存，控制采样数据的读写逻辑；所述双块分组模块对采样缓存模块输出的采样数据进行双块分组；所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频点对双块分组后的数据进行频率解跳；所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围将载波多普勒频移划分成多个频率子槽；所述补偿修正模块根据跳频频点和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移对频率解跳后的数据进行补偿修正；所述CIC降采模块对补偿修正后的数据进行CIC降采处理；所述补零FFT模块对CIC降采处理后的数据采用数据补零的方法，进行傅里叶变换；所述积分累加模块采用非相干积分的方法对傅里叶变换后的数据进行积分累加，得到积分累加数据；所述检测解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索方法得到积分峰值信息，采用二次函数内插修正方法，根据当前时刻跳频频点解算接收信号的载波多普勒频移。
2.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述采样缓存模块的采样数据缓存参数为N×(M+1)，其中，N为每一跳频时间内接收信号采样数据总数，满足N＝fs/Rfh，fs为接收信号采样率，Rfh为跳频速率，M为积分累加点数。
3.根据权利要求2所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述双块分组模块将采样缓存模块输出的连续N个采样数据划分为1个数据块，将N×(M+1)个采样数据划分成数据块0、数据块1、…、数据块M-1、数据块M，采用双块分组的方法，将连续2个数据块组成1个新的数据块，转换成2N×M个采样数据。
4.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述频率解跳模块根据跳频图案模块输出的跳频频率fhopp(m)，其中，m为积分累加指数，满足m∈(0，1，…,M-1)，采用计算公式CWhopp＝-fhopp(m)×232/fs进行数据转换，得到跳频频率控制字CWhopp，对频率控制字CWhopp进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成跳频频率fhopp(m)的本地载波，跳频频率fhopp(m)的本地载波与双块分组模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对双块分组后的数据进行频率解跳。
5.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述频偏分槽模块根据载波多普勒频移范围
Figure FDA0004013453530000021
将载波多普勒频移划分成D+1个频率子槽，其中，/>
Figure FDA0004013453530000022
为载波多普勒频移最小值，/>
Figure FDA0004013453530000023
为载波多普勒频移最大值，载波多普勒频移搜索步进/>
Figure FDA0004013453530000024
为/>
Figure FDA0004013453530000025
则第d个频率子槽的载波多普勒频移/>
Figure FDA0004013453530000026
为
Figure FDA0004013453530000027
其中，d为频率子槽搜索轮次，满足d∈(0,1,…,D)。
6.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述补偿修正模块根据跳频频率fhopp(m)和频偏分槽模块输出的载波多普勒频移
Figure FDA0004013453530000028
采用计算公式/>
Figure FDA0004013453530000029
进行数据转换，其中，fRF为射频频率，得到载波多普勒频移频率控制字/>
Figure FDA00040134535300000210
对频率控制字/>
Figure FDA00040134535300000211
进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移/>
Figure FDA00040134535300000212
的本地载波，载波多普勒频移/>
Figure FDA00040134535300000213
的本地载波与频率解跳模块输出的第m块2N个采样数据进行复乘运算，对频率解跳后的数据进行载波多普勒频移的补偿修正。
7.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述CIC降采模块根据降采频率fB，采用计算公式CWB＝fB/fs×232进行数据转换，利用直接数字频率合成器DDS生成清零脉冲，采用累加器对补偿修正后的数据不断累加，在清零脉冲有效时输出累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对补偿修正模块输出的第m块2N个采样数据完成CIC降采处理。
8.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述补零FFT模块对CIC降采模块输出的降采数据补零至K个，对K个补零数据进行K点快速傅里叶变换，得到K个快速傅里叶变换数据。
9.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述积分累加模块采用非相干积分的方法，对K×M个快速傅里叶变换数据进行M次积分累加，得到K个积分累加数据。
10.根据权利要求1所述的高动态微弱跳频信号载波频率测量系统，其特征在于，所述检测解算模块对所有频率子槽的积分累加数据采用比较搜索的方法，得到最大峰值所在子槽轮次dvpp、最大峰值所在指数位置kvpp、最大峰值积分累加数据yvpp和最大峰值左右邻近的两个积分累加数据分别为y-、y+，采用二次函数内插修正的方法，得到校正后的最大峰值所在指数位置kmax为
Figure FDA0004013453530000031
结合当前时刻跳频频率fhopp，解算接收信号的载波多普勒频移fdopl为/>
Figure FDA0004013453530000032
/>
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