一种线性调频信号的调频率估计方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种线性调频信号的调频率估计方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 线性调频信号（LFM，Linear Frequency Modulation，又称chirp信号）是一种常见 的非平稳信号，具有大的时宽带宽乘积;线性调频信号在雷达、声纳、通信、干扰器等领域有 着广泛的应用；调频率作为线性调频信号的重要特征参数，调频率的估计一直以来是线性 调频信号处理领域的研究内容。
[0003] 目前线性调频信号的调频率估计方式主要为:首先估计连续多个窗口内短时信号 的频率特征，然后对所估计的各频率特征进行线性拟合，得到调频率的估计结果。现有调频 率估计方式存在的问题为，所估计的调频率范围较小，当调频率较大时，可能一个窗口内线 性调频信号已经扫描了整个带宽;现有方法的另一问题是当存在多个线性调频信号时，其 调频率估计可能出现误判的情况;因此现有的调频率估计方式的应用存在一定的局限性；
[0004] 由此，如何提供一种线性调频信号的调频率估计方法，以实现较大调频率范围的 估计，并能同时实现多个线性调频率信号的估计，成为了本领域技术人员需要考虑的问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例提供一种线性调频信号的调频率估计方法及装置，以实 现较大调频率范围的估计，并能同时实现多个线性调频率信号的估计，提高估计准确性，提 升调频率估计方法的适用性。
[0006] 为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
[0007] -种线性调频信号的调频率估计方法，预先设定时延集合，所述时延集合包括多 个设定时延;所述方法包括：
[0008] 确定接收的当前信号，所述当前信号包括线性调频信号和非线性调频信号；
[0009] 将所述当前信号，分别与距当前各设定时延所接收的信号进行自相关运算，得到 各设定时延相应的自相关函数；
[0010] 分别对各设定时延相应的自相关函数作FFT运算，得到各设定时延相应的模糊函 数；
[0011] 分别确定各设定时延相应的模糊函数中的过门限峰值位置，得到各设定时延相应 的过门限峰值位置集合，一个设定时延相应的过门限峰值位置集合内具有至少一个过门限 峰值位置；
[0012] 对不同设定时延相应的过门限峰值位置集合中的过门限峰值位置进行线性关系 判断，确定不同设定时延中满足线性关系的目标过门限峰值位置，由所述目标过门限峰值 位置组成目标过门限峰值位置集合；
[0013] 根据所述目标过门限峰值位置集合中的各过门限峰值位置估计调频率。
[0014]其中，所述多个设定时延的数量为n，所述时延集合为（τι，wha)，所述当前 信号为r(t);所述将所述当前信号，分别与距当前各设定时延所接收的信号进行自相关运 算包括：
[0015]根据公式!^，11)=^0^^-11)将所述当前信号，分别与距当前各设定时延所接 收的信号进行自相关运算；
[0016] 其中，；L，Tn) = 为距当前Ti时延所接收的信号，R(t, 时延相应的自相关函数，*表示共辄运算符号。
[0017] 其中，所述时延集合的长度为n，且所述时延集合中下一时延为上一时延的a倍，a 为设定倍数，则所述时延集合为
[0018] 其中，以F(v, 表示η时延相应的模糊函数，f = |Fivw，r,)| > t/j表示^时 延相应的过门限峰值位置集合，其中，th为设定门限值；
[0019] 所述对不同设定时延相应的过门限峰值位置集合中的过门限峰值位置进行线性 关系判断，确定不同设定时延中满足线性关系的目标过门限峰值位置，由所述目标过门限 峰值位置组成目标过门限峰值位置集合包括：
[0020] 如果相邻设定时延的过门限峰值位置集合中，存在满足条件a · posi-i-b < posi < a · posH+b的过门限峰值位置，则确定相邻设定时延的过门限峰值位置集合中满足所述条 件的过门限峰值位置满足线性关系;其中b为设定值，posh为τη时延相应的过门限峰值位 置集合中的过门限峰值位置，时延相应的过门限峰值位置集合的过门限峰值位置；
[0021] 对于相邻设定时延的过门限峰值位置集合中，满足所述条件的过门限峰值位置组 合，选取一过门限峰值位置为目标过门限峰值位置并进入目标过门限峰值位置集合，以确 定目标过门限峰值位置集合。
[0022] 其中，所述a为2，b为4。
[0023]其中，所述根据所述目标过门限峰值位置集合中的各过门限峰值位置估计调频率 包括：
[0024]
估计调频率，其中P〇Sselected, i为目标过门限峰值位 置集合中^时延相应的过门限峰值位置，表表示^时延相应的调频率估计值，fs为采样频 率。
[0025] 本发明实施例还提供一种线性调频信号的调频率估计装置，包括：
[0026] 时延集合预设模块，用于预先设定时延集合，所述时延集合包括多个设定时延；
[0027] 当前信号确定模块，用于确定接收的当前信号，所述当前信号包括线性调频信号 和非线性调频信号；
[0028] 自相关运算模块，用于将所述当前信号，分别与距当前各设定时延所接收的信号 进行自相关运算，得到各设定时延相应的自相关函数；
[0029] FFT运算模块，用于分别对各设定时延相应的自相关函数作FFT运算，得到各设定 时延相应的模糊函数；
[0030] 过门限峰值位置集合确定模块，用于分别确定各设定时延相应的模糊函数中的过 门限峰值位置，得到各设定时延相应的过门限峰值位置集合，一个设定时延相应的过门限 峰值位置集合内具有至少一个过门限峰值位置；
[0031] 线性关系判断模块，用于对不同设定时延相应的过门限峰值位置集合中的过门限 峰值位置进行线性关系判断，确定不同设定时延中满足线性关系的目标过门限峰值位置， 由所述目标过门限峰值位置组成目标过门限峰值位置集合；
[0032] 调频率估计模块，用于根据所述目标过门限峰值位置集合中的各过门限峰值位置 估计调频率。
[0033]其中，所述多个设定时延的数量为n，所述时延集合为（τι，，所述当前 信号为r (t);所述自相关运算模块包括：
[0034] 自相关运算执行单元，用于根据公式κα，τι)=Γα)Γ%-τι)将所述当前信号，分 别与距当前各设定时延所接收的信号进行自相关运算；
[0035] 其中，TiMm…= t-Ti)为距当前Ti时延所接收的信号，R(t, 时延相应的自相关函数，*表示共辄运算符号。
[0036] 其中，所述时延集合的长度为n，且所述时延集合中下一时延为上一时延的a倍，a 为设定倍数，则所述时延集合为
[0037] 以FbA)表示~时延相应的模糊函数，5)|>^表示τι时延相 应的过门限峰值位置集合，其中，th为设定门限值；
[0038]则所述线性关系判断模块包括：
[0039] 线性满足确定单元，用于如果相邻设定时延的过门限峰值位置集合中，存在满足 条件a · posi-i_b < posi < a · posi-ι+b的过门限峰值位置，则确定相邻设定时延的过门限峰 值位置集合中满足所述条件的过门限峰值位置满足线性关系;其中b为设定值，posh为τκ 时延相应的过门限峰值位置集合中的过门限峰值位置，ρ〇8ι*τι时延相应的过门限峰值位 置集合的过门限峰值位置；
[0040] 目标过门限峰值位置选取单元，用于对于相邻设定时延的过门限峰值位置集合 中，满足所述条件的过门限峰值位置组合，选取一过门限峰值位置为目标过门限峰值位置 并进入目标过门限峰值位置集合，以确定目标过门限峰值位置集合。
[0041 ]其中，所述调频率估计模块包括：
[0042] 估计计算单元
'估计调频率，其中p〇sseiected,i为 目标过门限峰值位置集合中^时延相应的过门限峰值位置，爲表示^时延相应的调频率估 计值，fs为采样频率。
[0043]基于上述技术方案，本发明实施例提供的线性调频信号的调频率估计方法，所估 计的调频率范围与设定的多个时延的范围相关，通过多个设定时延的范围调整，本发明实 施例也可实现调频率范围的调整，因此能够估计出较大的调频率范围；同时，本发明实施例 使用多个设定时延，进而确定多个设定时延相应的过门限峰值位置集合，可实现所估计调 频率与多峰值位置的线性相关，提高调频率的估计准确性；因此本发明实施例可实现较大 调频率范围的估计，提升调频率估计方法的适用性，同时能够提升调频率估计的准确性。
【附图说明】
[0044] 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的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0045] 图1为本发明实施例提供的线性调频信号的调频率估计方法的流程图；
[0046] 图2为本发明实施例与现有技术的性能比对示意图；
[0047] 图3为本发明实施例与现有技术的另一性能比对示意图；
[0048] 图4为本发明实施例与现有技术的再一性能比对示意图；
[0049]图5为本发明实施例提供的线性调频信号的调频率估计装置的结构框图；
[0050]图6为本发明实施例提供的自相关运算模块的结构框图；
[0051 ]图7为本发明实施例提供的线性关系判断模块的结构框图；
[0052]图8为本发明实施例提供的调频率估计模块的结构框图。
【具体实施方式】