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专利号: 2022107981879
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,其步骤包括:S1,利用基于信号导数归一化的瞬时频率计算方法初步估计信号的瞬时频率:S1.1,输入非线性调频信号 ,将其建模为一个调幅‑调频信号,并进行初始化,即n=

1, , 为瞬时频率迭代初值;

S1.2,对非线性调频信号 求导以增强信号高频成分,对增强后的非线性调频信号进行归一化,获得纯调频信号 ;

S1.3,对纯调频信号 进行反余弦运算和求导获得第n次循环的瞬时频率 ;

S2,判断第n次循环的瞬时频率 和n‑1循环得到的瞬时频率 的相对误差是否小于阈值 ,若小于阈值 则认为当前瞬时频率 为瞬时频率估计结果,循环终止;否则,执行步骤S3;

S3,利用基于解调技术的迭代时变滤波方法降低噪声对瞬时频率估计的影响,实现瞬时频率的准确估计:S3.1,计算步骤S1.2中的纯调频信号 的解析信号 :S3.2,引入解调算子 和调制算子 ;

S3.3,将解析信号 与解调算子 相乘,得到集中于载波频率的解调信号 ;

S3.4,以载波频率 为截止频率对解调信号 进行低通滤波,得到滤波后的信号;

S3.5,将滤波后的信号 与调制算子 相乘,得到时变滤波后的信号 ;

S3.6,将时变滤波后的信号 作为n+1次的非线性调频信号 进入步骤S1中。

2.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S1.1中所述调幅‑调频模型为:其中,表示时间, 、 和 分别表示信号的瞬时幅值,瞬时频率和初始相位,信号采样频率为 ; 为纯调频信号, 为相位函数, 为信号噪声。

3.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S1.2中具体公式如下:其中, 和 分别表示两个相邻极值点时刻, 和 分别表示 和 对应的极值,表示极值点序号。

4.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S1.3中具体公式如下:其中, 表示第n次循环的瞬时频率, 表示纯调频信号, 为相位函数。

5.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S3.1中,其解析信号 计算公式为:其中,表示虚数单位, 为Hilbert变换, 表示纯调频信号, 表示初始相位,表示第n次循环的瞬时频率。

6.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S3.2中引入解调算子 和调制算子 ,具体公式如下:其中, 为解调频率, 为载波频率。

7.根据权利要求6所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S3.3中将解析信号 与解调算子 相乘,得到如下解调信号 :其中, 为载波频率, 表示第n次循环的瞬时频率, 为解调频率。

8.根据权利要求7所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S3.4中,以载波频率 为截止频率对解调信号 进行低通滤波,具体公式如下:其中, 表示低通滤波器。

9.根据权利要求8所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S3.5中,将滤波后的信号 与调制算子 相乘,获得时变滤波后的信号 ,具体公式如下:。

10.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法,其特征在于,步骤S2中的终止条件阈值 的范围为0.05 0.005。

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