数字瞬时测频——相位推算法测频

上一节提出的推算信号频率的办法，在一定程度上可以说是对频率的直接推算。细心的读者或许会发现一个问题，如果我们使用的信号采样点的数量越多，原始信息量自然是越大，所得到的测频精度应该越高，但是对比傅里叶变换法与频率推算法，后者在精度随点数增加而提高的速度显然要慢。这表明我们似乎没有完全利用信号本身所携带的信息，算法包含了某种固有的误差。     

数字瞬时测频——驻波推算法测频

前面几节所论述的所有算法都是以直接对信号采样为基础的，也就是说，虽然有可能给出很好的性能，但要有一个前提，那就是首先要对信号进行采样、量化。当信号频率很高时，这个测频前的准备当然就有相当的难度了。为了在工程上实现，我们一般需要把信号下变频到一个比较低的中频。但是，即使把信号变到中频后采样，采样频率还是需要比信号可能的频率范围高一倍。于是，我们可能会面临这样的需求，那就是要求的带宽可能很宽，允许测频精度不高，     

数字瞬时测频——波形推算法测频

前面各节所讲的各种测频方法原则上都是针对高频信号而言的，即信号载频较高，采样是在多个或很多个信号周期的时间长度内得到的。然而，在工程上，还有另外一种可能的应用，即信号频率相当低时，我们的目标还是用相对很短的时间，把信号的载频测量出来，或者说，我们的采样是在不到信号一个周期的时间内得到的。在这种条件下，信号被采样后，反映的是信号的波形，由于仅利用不到信号一个周期的时间，单纯根据这么短时间的观察，原本不能说明信号是一个正弦波，因此，我们总是假定信号具有一个载频，并按照被观察的一小段时间的规律延伸。对信号频率的推算将根据所采用的一小段信号波形来计算，所以被称为波形推算法。     

基于采集相位的瞬时测频技术

介绍了通过采集接收信号的相位参数,利用对采集信号的相位参数进行双回路解调和选用高速率数字信号处理器(DSP)构成的瞬时测频技术,适用于雷达侦察测频系统。讨论了随机相位波动产生频率误差,给出了在测量频率范围内随机相位波动产生的频率误差的最大均方根值误差。     

数字瞬时测频——频率推算法测频

从前面两节的论述中，我们可以看到，算法对于频率的测量，特别是在有噪声条件下的频率的测量，具有重大的意义。不同的方法，可能达到不同的精度。傅里叶变换虽然具有完美的理论意义，而且具有良好的线性特性，因此不但能测频，而且可能适应多载频的状态。可是，对于测频，傅里叶变换显然没有利用信号仅仅只有一个载频这一非常重要的信息，在原理上必定意味着对信息的浪费，或对于同样多的信息含量，仅仅得到了相对较低的测频精度。因此，从概念上说，我们一定可以追求得到一些更为有效的算法，以输出最有效的信息为目标，提高测量精度。     

瞬时测频误差

瞬时测频技术是瞬时测频接收机的核心关键,对瞬时测频的误差产生原因进行了分析,并对误差来源进行了详细阐述,提出了能够减小误差的可行方案。     

正交鉴相算法及其在瞬时测频接收机中的应用

瞬时测频接收机是现代电子侦察系统的重要组成部分。本文对一种可应用于瞬时测频接收机的正交鉴相算法进行了研究。首先对该算法进行了仿真,然后提出该算法的硬件实现方法,并结合实际器件进行了功能和时序的验证。详述了该算法的实际应用。     

基于CORDIC算法的数字瞬时测频

数字瞬时测频(DIFM)是现代雷达对抗中的关键技术之一,它要求在极短的时间要完成对输入信号频率的测量。传统的瞬时测频方法是将频率信息转化为相位信息,之后再把相位信息转化为幅度信息,通过对幅度信息的量化编码,从而得到输入信号的频率。文中提出的是基于下变频,CORDIC算法的相位计算和相位推算法的数字瞬时测频方法。CORDIC算法的相位计算避免了乘法器的使用,因此适合实际应用。通过仿真得知,该方法对于单频信号的频率测量精度高,瞬时性好的优点,特别适合现代电子战接收机数字瞬时测频的需求。     

数字瞬时测频——直接计数法测频

资深电子战专家胡来招博士是中国电子科技集团公司第29研究所科技委主任以及电子对抗国防科技重点实验室学术委员会主任，有三十多年从事雷达对抗的经验，他创造性地提出了瞬时全方位测向的理论，提出了新的瞬时测频体制。本刊将从本期开始连载由他撰写的《数字瞬时测频》专题讲座材料，本套材料主要论述数字瞬时测频技术及实现，饱含胡来招博士多年来在数字瞬时测频方面理论技术研究的精华，有非常大的参考价值。该讲座分为下面几个方面的内容：一、直接计数法测频，二、傅立叶变换测频，三、频率推算法测频，四、相位推算法测频，五、数字鉴相法测频，六、驻波推算法测频，七、波形推算法测频，八、波形拟合法测频，以及，九、相关在测频中的应用，十、多载频条件下的频率估计等。敬请广大读者关注。     

数字瞬时测频——波形拟合法测频

在本节中,我们将给出一种叫做波形拟合法的测频算法。所谓波形拟合法就是用一个理想的正余弦函数去近似给定的信号波形,我们努力的方向是使拟合尽可能地逼近信号,这时理想函数的频率将可以最接近地表示信号的频率。我们很清楚,一个单频信号具有三个参数,那就是它的频率、初始相     

数字信道化IFM接收技术研究

针对宽带数字信号侦察问题,首先推导了一种实信号数字信道化接收机的高效结构,便于实现高倍抽取,接着将信号检测与瞬时测频技术应用于该结构中,推导了将瞬时测频用于此结构时的条件。针对跨信道信号的处理问题,提出了一种改进的滤波器组排列方法,通过滤波器组通带重叠的方式来处理跨信道信号,该方法在信号带宽较窄时能较好地处理跨信道信号。仿真结果表明,所设计的系统具有良好的性能,对跨信道信号有较好的处理效果。     

基于IFM的小型化线性射频放大器设计

采用六级VMMK-2503高线性度增益方块级联,插入增益均衡与带通滤波模块,设计了一款小型化线性射频放大器,在5.8～8 GHz频带内,其小信号增益达70 dB,增益平坦度小于±1 dB,输入输出驻波比等技术指标优良。由于VMMK-2503采用晶片级封装技术与内匹配设计,电路设计简单,缩短了研发周期,降低了设计成本,提高了技术指标,有利于射频电路的小型化与集成化,放大器电路尺寸仅为92 mm×9 mm×1.2 mm。并对其进行了模块电磁兼容设计,以提高组件稳定性,最终满足用户要求,已成功用于某型号瞬时测频接收机中。     

影响IFM接收机测频精度因素的分析

根据瞬时测频接收机基本原理,介绍和分析了影响瞬时测频接收机测频精度的主要因素,并根据瞬时测频接收机系统应用提出了提高接收机的测频精度一些有效的处理方法,其方法在瞬时测频接收机系统中得到应用和验证,达到了工程的要求。     

基于IFM技术的捷变频雷达综合测试仪和干扰环境模拟器的设计

在瞬时测频技术（IFM）的基础上,介绍了捷变频雷达综合测试仪和捷变频雷达干扰信号模拟器的设计,应用该仪器可以在捷变频状态下对非相参捷变频雷达导引头进行工作性能和抗干扰性能测试。     

基于FPGA的全相位FFT和相位推算法频率测量

相位推算法具有良好的测频精度和瞬时性,但受信噪比的影响很大;常规的FFT测频方法,其测频精度取决于FFT变换的点数,且点数越多瞬时性越差。文中结合具有“初相不变性”的全相位FFT变换和相位推算法,设计、仿真并在FPGA平台上实现了一种频率测量方案。功能仿真的结果表明,该方案测频精度高,抗噪性能强,瞬时性较好,具有良好的工程应用价值。     

一种具有温度补偿的瞬时测频接收机的设计与实现

本文通过研究和分析温度对瞬时测频接收机测频误差的影响,改变了传统电缆恒温处理设计方案,在测频接收机中加入一温度补偿模块,实现对温度引起的测频误差的校正.并在硬件上实现了该测频系统.其中测频范围为2 GHz,通过测试,精度达到≤1 MHz(r.m.s),完全满足设计要求.     

一种改进的射频相位校准方法

根据微差变频移相原理,提出了一种射频相位校准的新方法.该新方法采用固定电长度,微小改变信号频率实现移相的新途径对射频相位进行校准.理论分析和实测结果证明,此新方法能提高射频相位的校准准确度,在实际工作中有一定的实用性.     

一种基于信号幅度测量的相位校准方法分析

采用了一种基于信号幅度测量的新校准方法,通过计算各个指定状态下信号的相对电平,得到多路信号相位差。介绍了校准原理,在FPGADSP硬件平台上进行了仿真和算法验证,并给出了实际测量结果。分析和仿真表明了采用这种新校准方法的可行性。实测结果表明,该方法测量速度较快、设备量小、与仪器校准差别很小,尤其适用于对多通道不一致性系统进行补偿标校。     

基于相位校正的时差估计算法研究

针对运动目标的时差测量问题,分析了主辅站之间的信号相位差随时间的变化规律,讨论了变化的相位差对相关峰值检测和时差测量精度的影响,给出了积分时间、多普勒频差和相关值衰减之间关系的理论曲线。在此基础上,提出了一种相位校正算法,克服了周期性变化的相位差对相关峰值的抑制效应。理论分析和仿真结果均表明,相位校正后时差估计精度显著提高,与无多普勒频差的情况非常接近。     

一种高性能鉴频鉴相器的设计

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各节点处的电压保持不变,从而消除了电荷共享的影响,减小了鉴相器的输出杂散。仿真结果表明相比于传统鉴相器结构,该鉴频鉴相器有效抑制了电荷共享问题,电荷泵开关管开启时的充放电电流尖峰大大减小了,鉴相前后的电压波动小于200μV,脉冲尖峰仅为3.07 mV,有效降低了鉴频鉴相器的输出杂散。