高動態(tài)低載噪比信號的頻率估計算法研究.pdf

1、為了從高動態(tài)環(huán)境中估計出載噪比極低的目標信號的頻率，國內(nèi)外開展了大量的算法研究，但這些算法的關(guān)注點大都集中在對恒頻信號頻率的估計，應用環(huán)境的載噪比一般也在30dBHz以上，只有極少數(shù)的文獻研究了載噪比為17~18dBHz的情況。本文針對極低載噪比的高動態(tài)信號，且信號頻率并不單一，提出了一種捕獲和擬合相結(jié)合的頻率估計算法，并且保證估計的精度在5mHz內(nèi)。
　　首先，本文給出了頻率估計的數(shù)學模型并且推導了參數(shù)估計的理論界，給出了其閉合

2、表達式，為以后的研究提供了理論基礎。然后，本文介紹了恒頻估計和變頻估計的算法，針對恒頻估計，主要介紹了基于FFT的頻率估計算法，并且給出了不同算法的仿真性能對比；針對變頻估計主要介紹了時域分析方法、基于極大似然估計和含預處理的FFT算法，仿真分析發(fā)現(xiàn)時域匹配周期圖算法在實際中性能較優(yōu)；最后，通過前面對恒頻估計算法的分析，總結(jié)出了最優(yōu)的恒頻估計算法，并將其應用于對變頻信號的估計，仿真驗證了其在高載噪比時具有較好的性能；對于低載噪比高動態(tài)信

3、號的頻率估計，本文提出了新的高精度估計算法，由捕獲模塊和擬合模塊兩部分組成，捕獲模塊中包括兩次捕獲操作，主要是根據(jù)時域匹配周期圖算法改進而來，通過設置遞減的變化率步長，確定信號變化率的范圍，最終可將其變化率降到0.1Hz/s以下，實現(xiàn)對信號的抓捕，同時給出了最優(yōu)捕獲的參數(shù)設置；擬合模塊是對頻率估計精度的進一步提升，將捕獲得到的信號看作是恒頻信號，然后采用傅里葉插值的頻率估計算法進行估計和線性擬合，其中也包括兩次擬合操作，最終該算法在載噪