CN110187310A - 一种雷达设备lfm信号瞬时频率曲线拟合方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法及***，通过数据缓存模块、相位信息提取模块和瞬时频率曲线拟合模块实现。数据缓存模块对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；相位信息提取模块对缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息；瞬时频率曲线拟合模块对瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。本发明解决了传统LFM信号瞬时频率曲线拟合方法拟合精度不高的问题。

Description

一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法及***

技术领域

本发明涉及一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法及***。

背景技术

雷达设备工作时，需要对输入的线性调频LFM信号的瞬时频率曲线进行拟合。传统的LFM信号瞬时频率曲线拟合方法使用数字示波器对LFM信号进行采集、量化，提取出频率信息，采用逐点方式对频率值进行曲线拟合，此方法实现简单，但由于点与点之间采用直线的方式进行连接，拟合的精度不高。

发明内容

本发明目的在于提供一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，解决传统LFM信号瞬时频率曲线拟合方法拟合精度不高的问题。

有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，包括：

对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；

对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；

对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

进一步地，所述对LFM信号的离散数据进行缓存的步骤包括：在一个脉冲宽度τ的时间范围内对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据x(n)，数据速率为f_s，其中n为时域点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝f_s·τ；LFM信号的调频带宽为B，调频斜率μ＝B/τ。

进一步地，所述离散希尔伯特变换依据算法：x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换。

进一步地，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算。

进一步地，对所述获得瞬时频率数据依据算法：

得到瞬时频率数据f(n)，式中为缓存数据x(n+1)的相位信息。

进一步地，所述多项式的次数设置为10。

本发明的另一目的还在于提供一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合***，其特征在于，包括：

数据缓存模块，用于对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；

相位信息提取模块，用于对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；

瞬时频率曲线拟合模块，用于对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

进一步地，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算。

本发明实现了以下显著的有益效果：

实现简单，包括：对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。解决传统LFM信号瞬时频率曲线拟合方法拟合精度不高的问题，经过多次测试，此种方法有效、可行，能够对雷达设备输入的LFM信号的瞬时频率曲线进行拟合，目前本方法已成功应用在雷达设备中，并且在各项试验中，雷达设备所拟合的瞬时频率曲线精度满足***测试要求。

附图说明

图1为本发明的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法的流程图；

图2为本发明的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合***的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1，本发明的一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，包括：步骤S101，对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；步骤S102，对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；步骤S103，对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

优选地，所述对LFM信号的离散数据进行缓存的步骤包括：在一个脉冲宽度τ的时间范围内对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据x(n)，数据速率为f_s，其中n为时域点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝f_s·τ；LFM信号的调频带宽为B，调频斜率μ＝B/τ。

优选地，所述离散希尔伯特变换依据算法：x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换。

优选地，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算。

优选地，对所述获得瞬时频率数据依据算法：

得到瞬时频率数据f(n)，式中为缓存数据x(n+1)的相位信息。

优选地，所述多项式的次数设置为10。

请参照图2，本发明的另一目的还在于提供一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合***，包括：数据缓存模块，用于对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；相位信息提取模块，用于对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；瞬时频率曲线拟合模块，用于对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

优选地，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算。

在一个实施例中，本发明的一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其具体步骤为：

第一步 搭建瞬时频率曲线拟合***

瞬时频率曲线拟合***，包括：数据缓存模块、相位信息提取模块和瞬时频率曲线拟合模块；所述数据缓存模块的功能为：对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；相位信息提取模块的功能为：对缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息；瞬时频率曲线拟合模块的功能为：对瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

第二步 数据缓存模块对LFM信号的离散数据进行缓存

数据缓存模块在一个脉冲宽度τ的时间范围内对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据x(n)，数据速率为f_s，其中n为时域点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝f_s·τ；LFM信号的调频带宽为B，调频斜率μ＝B/τ。

第三步 相位信息提取模块对缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息

相位信息提取模块对缓存数据x(n)进行离散希尔伯特变换：x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换；

使用公式：

提取出相位信息式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算。

第四步 瞬时频率曲线拟合模块对瞬时频率数据进行多项式曲线拟合

瞬时频率曲线拟合模块使用公式：

得到瞬时频率数据f(n)，式中为缓存数据x(n+1)的相位信息；

对瞬时频率数据f(n)进行多项式曲线拟合，多项式的次数设置为10，得到多项式拟合曲线f′(n)。

至此，实现了雷达设备LFM信号瞬时频率曲线的拟合。

本发明实现了以下显著的有益效果：

实现简单，包括：对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。解决传统LFM信号瞬时频率曲线拟合方法拟合精度不高的问题，经过多次测试，此种方法有效、可行，能够对雷达设备输入的LFM信号的瞬时频率曲线进行拟合，目前本方法已成功应用在雷达设备中，并且在各项试验中，雷达设备所拟合的瞬时频率曲线精度满足***测试要求。

根据本发明技术方案和构思，还可以有其他任何合适的改动。对于本领域普通技术人员来说，所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，包括：

对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；

对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；

对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

2.根据权利要求1所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，所述对LFM信号的离散数据进行缓存的步骤包括：在一个脉冲宽度τ的时间范围内对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据x(n)，数据速率为f_s，其中n为时域点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝f_s·τ；LFM信号的调频带宽为B，调频斜率μ＝B/τ。

3.根据权利要求2所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，所述离散希尔伯特变换依据算法：x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换。

4.根据权利要求3所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算，x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换。

5.根据权利要求4所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，对所述获得瞬时频率数据依据算法：

得到瞬时频率数据f(n)，式中为缓存数据x(n+1)的相位信息。

6.根据权利要求5所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合方法，其特征在于，所述多项式的次数设置为10。

7.一种雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合***，其特征在于，包括：

数据缓存模块，用于对LFM信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据；

相位信息提取模块，用于对所述缓存数据进行离散希尔伯特变换，并提取出相位信息，获得瞬时频率数据；

瞬时频率曲线拟合模块，用于对所述瞬时频率数据进行多项式曲线拟合。

8.根据权利要求7所述的雷达设备LFM信号瞬时频率曲线拟合***，其特征在于，所述提取出相位信息依据算法：

式中real{·}表示复数取实部运算，imag{·}表示复数取虚部运算，x^h(n)＝hilbert[x(n)]，得到离散希尔伯特变换结果x^h(n)，x^h(n)为复数，hilbert[·]表示离散希尔伯特变换。