一种基于双通道弱正弦信号频率检测新方法

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1、2013年6月宇航计测技术Jun．，2013文章编号：1000—7202(2013)03—0048—05*1tt分类号-：TM835．4文献标识码：A一种基于双通道弱正弦信号频率检测新方法郑胜峰陈学磊周志立(浙江工贸职业技术学院电子系，浙江温州325000)摘要针对传统的基于自相关法的弱正弦信号频率测量中存在准确度不高的问题，本文研究了一种新的检测微弱正弦信号频率的方法，利用正弦信号的特性，通过双通道采集微弱信号，利用多重自相关和互相关原理，结合四点式频率估计和多点绝对值补偿，有效地检测了微弱信号的频率，并与传统的单通道自相关频率检测原理做了对

2、比，结果表明本文的算法准确度更高、算法简单、实用性较强。关键词微弱信号频率检测多重相关法ANewFrequencyMeasurementMethodforSinusoidalSignalbasedonDoubleChannelZHENGSheng··fengCHENXue·-leiZHOUZhi·-li(ZhejiangIndustryandTradeVocationalCollege，DepartmentofElectronicalengineering，Wenzhou，Zhejiang325000)AbstractTheaccuracyof

3、traditionalmetIIodforfrequencydetectionbasedonauto-correlationisnothish，andanewmethodforfrequencyofweaksinusoidalsignalinpowerfulnoisebasedondual—chan—nelisintroducedinthispaper．Usingtheprincipleofmulti—layercorrelationandthecurvefittingtech-niquewithonlyfourpointsandusesmul

4、ti·pointfrequencycompensatingtechnique．Thesimulationsprovesitsfeasibilityandeffectivenesstodetecttheweaksinusoidalsignalandhavingmuchhigherresolu—tionthanauto—correlationmethod．Soithassomepracticalvalue．KeywordsWeaksignalFrequencydetectionMulti—layercrosscorrelation1引言弱信号检测技

5、术目前广泛应用于雷达、声纳、通讯导航等领域。近年来人们研究了大量的微弱信号检测算法。例如累加平均降噪技术，这种方法对低频和中频信号的检测比较有效⋯，后来发展了小波降噪技术和基于小波熵的降噪技术及其改进算法，但是这些技术算法复杂，运算量非常大12’3J。文献[4]提出了基于数字相敏解调算法的微弱信号检测方法，文献[5]提出了基于瞬态极化统计量的微弱信号检测，但是这些方法的算法也比较复杂。文献[6]提出基于多重自相关法的微弱信号提取技术，但是这些方法没有对弱信号的频率估计做分析。本文提出了一种基于双通道的多重相关法的微弱信号提取技术，极大地提高了信

6、号的信噪比，利用多重自相关和互相关原理，结合四点式频率估计和多点绝对值补偿，有效地抑制了谐波和直流电平的干扰，并进行了实验验证。第3期一种基于双通道弱正弦信号频率检测新方法-49·2基于自相关法的弱正弦信号频率测量原理假设信号是通过带通滤波器的信号戈(t)=Asin(tot+妒1)+^I(t)式中：A——信号的幅度；to——信号的频率值；tot+9。——信号的相位；札(t)——叠加信号上的噪声信号。工程上一般认为这个噪声是高斯白噪声和量化噪声的叠加。(1)对信号进行自相关运算得到尺，(r)=妞寺，[Asin(∞t+9。)+札(f)]×[Asin

7、[∞(t+f)+9，]+M(￡+f)]d￡=Q,imlf)sin(甜t+妒。)×Asin[∞(t+f)dt+lira1f[Asin(∞t+妒。)×札(t+f)dt‘2’+憋了1J。T札(￡)×Asin[∞(t+f)+妒1]出+lira1f：N,(￡)×M(t+f)dt公式(2)中，第一项是信号的自相关函数，第二项是信号和噪声的互相关函数，第三项是噪声和信号的互相关函数，最后一项是噪声自身的自相关函数。按照相关理论，如果噪声是高斯白噪声，当r趋于无穷的时候，后三项都趋于零值。所以信号经过一次自相关运算后近似为蹦f)=她了IJ。T巾)×础+r)d汪

8、lim—If。Acos(2形+¨×Acos(2识t+r)+¨dt=譬c《∞f)(3)信号经过一次自相关运算后信号的相位信息丢失了，信号的幅值和频率可以