Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА - Патент РФ 2117306
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа и может быть использовано в радиолокации и измерительной технике. Достигаемый технический результат - устранение зависимости точности определения частоты узкополосного сигнала от его длительности. Сущность изобретения заключается в том, что сигнал длительностью T дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр, определяют номер K максимальной спектральной составляющей, ее амплитуду, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней составляющих, и определяют частоту сигнала на основании этих данных из приведенного аналитического выражения. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2117306
Класс(ы) патента: G01R23/00
Номер заявки: 97111325/09
Дата подачи заявки: 30.06.1997
Дата публикации: 10.08.1998
Заявитель(и): Военная академия ПВО им.Жукова Г.К.
Автор(ы): Васильев О.В.; Голубенко В.А.; Киселев В.В.; Макаев В.Е.; Щекотилова С.Н.; Щекотилов В.Г.
Патентообладатель(и): Военная академия ПВО им.Жукова Г.К.
Описание изобретения: Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа и может быть использовано в радиолокации и измерительной технике.
Известен способ определения частоты узкополосного сигнала [1], заключающийся в том, что одновременно дискретизируют входной сигнал с получением N и N-1 дискретных отсчетов, определяют номера максимальных спектральных составляющих, полученных путем дискретного преобразования Фурье (ДПФ) каждой из последовательностей, сопоставляют их дискретные спектры и определяют истинную частоту сигнала в точке, где максимумы периодических спектров совпадают, причем значение частоты сигнала определяют в соответствии с выражением

где
K1, K2 - номера максимальных спектральных составляющих N и N-1 дискретных спектров соответственно, T - длительность входного сигнала.
Недостатком данного способа является зависимость точности определения частоты сигнала от его длительности.
Наиболее близким к изобретению является способ определения частоты узкополосного сигнала [2, с.102], заключающийся в том, что сигнал длительностью T дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр с помощью ДПФ, определяют номер K максимальной спектральной составляющей и вычисляют значение частоты по формуле
ωo= K/T. (2)
Недостатком данного способа является зависимость точности определения частоты сигнала от его длительности.
Известно [3] , что спектральный анализ N дискретных отсчетов сигнала длительностью T путем ДПФ эквивалентен пропусканию сигнала через набор N фильтров, имеющих амплитудно-частотную характеристику вида

и настроенных на базисные гармоники ωк= к/T, где K=0..., N-1. Это приводит к тому, что из всего возможного множества частот только совпадающие с базисными гармониками будут проецироваться на единственный вектор, а все остальные будут иметь ненулевые проекции на любую из гармоник базисного множества.
Так, например, при спектральном анализе гармонического сигнала длительностью T с частотой ωo≠ ωк амплитуда сигналов на выходе двух смежных фильтров с настройкой на ωк и ωк-1, используя обозначения, указанные на фиг. 1, определяется как

Очевидно, что величина отношения амплитуд Ak-1/Ak находится в прямой зависимости от величины δω. В результате преобразований получим

Тогда частота сигнала может быть оценена в соответствии с выражением
ωo= (K-1/2)Δω-δω. (7)
Целью изобретения является устранение зависимости точности определения частоты узкополосного сигнала от его длительности.
Указанная цель достигается тем, что в способе определения частоты узкополосного сигнала, заключающегося в том, что сигнал длительностью T дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр с помощью дискретного преобразования Фурье, определяют номер K максимальной спектральной составляющей, дополнительно измеряют амплитуду максимальной спектральной составляющей, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней и определяют частоту сигнала в соответствии с выражением
ωo= 2π(K-1/2)/T-δω, (8)
где

Ai - амплитуда i-й спектральной составляющей;

Новым признаком, обладающим существенным отличием является:
измерение амплитуды максимальной спектральной составляющей, а также номера и амплитуды большей из смежных с ней и определение частоты сигнала в соответствии с выражением 8.
Данный признак обладает существенным отличием, так как в известных способах не обнаружен.
Использование нового признака позволяет устранить зависимость точности определения частоты от длительности сигнала.
На фиг.2 приведена блок-схема устройства, реализующая предложений способ определения частоты узкополосного сигнала.
Устройство для осуществления предложенного способа определения частоты узкополосного сигнала содержит (фиг.2) последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 дискретного преобразования Фурье (ДПФ), блок 3 определения максимума, блок 4 сравнения, блок 5 определения частоты, а также генератор 6, причем выход генератора 6 соединен со вторым входом АЦП 1, первый вход которого является входом устройства, а выходом устройства является выход блока 5 определения частоты.
Способ определения частоты сигнала реализуется следующим образом. Входной сигнал дискретизируют в АЦП 1 с периодом T/N, задаваемым генератором 6. Полученную реализацию входного сигнала из N отсчетов подают на вход блока 2 ДПФ, где вычисляют дискретный спектр сигнала, поступающий на вход блока 3 определения максимума. В блоке 3 определения максимума осуществляют поиск максимальной спектральной составляющей, а также оценивают ее амплитуду и амплитуду смежных с ней спектральных составляющих. В блоке 4 сравнения по информации, поступающей с выхода блока 3 определения максимума, в соответствии с правилом 10 производят выбор пары отсчетов и вычисляют частотное смещение по формуле 9. Значение величины частотного смещения с выхода блока 4 сравнения подают на вход блока 5 определения частоты, в котором в соответствии с выражением 8 оценивается частота сигнала.
Таким образом, дополнительное введение операций измерения амплитуды максимальной спектральной составляющей, а также номера и амплитуды большей из смежных с ней, и определения по ним частоты сигнала позволяет устранить зависимость точности определения частоты сигнала от его длительности.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1352390, кл.G 01 R 23/00, 1986.
2. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Радио и связь, 1986.
3. Хэррис Ф.Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье. - ТИИЭР, 1981, т.69, N 11.
Формула изобретения: Способ определения частоты узкополосного сигнала, заключающийся в том, что сигнал длительностью Т дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр с помощью дискретного преобразования Фурье, определяют номер К максимальной спектральной составляющей, отличающийся тем, что дополнительно измеряют амплитуду максимальной спектральной составляющей, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней и определяют частоту сигнала в соответствии с выражением
ωo= 2π(K-1/2)/T-δω, где
где Аi - амплитуда i-й спектральной составляющей;
i = К при Ак+1 < Ак-1;
i = K + 1 при Ак+1 ≥ Ак-1.