易于工程實現(xiàn)的脈沖信號實時測頻算法

　　4實現(xiàn)過程

　　加漢寧窗插值FFT測頻的實現(xiàn)框圖如圖6所示。整個算法可在一片FPGA中實現(xiàn)，采樣數(shù)據(jù)進(jìn)入FPGA后，與漢寧窗數(shù)值相乘，漢寧窗值可預(yù)先存儲在FPGA內(nèi)ROM中，以查表方式讀出。加窗后的數(shù)據(jù)進(jìn)入FFT模塊進(jìn)行流水處理，得到信號的頻譜結(jié)果，對頻譜結(jié)果進(jìn)行峰值搜索，并與檢測門限比較，判斷是否存在信號，當(dāng)頻譜峰值大于檢測門限時，找出峰值位置相鄰幅度較大的譜線位置，按照式( 8)經(jīng)過插值換算，得到頻率估計值。

　　圖6加窗插值FFT測頻實現(xiàn)框圖

　　式( 10)中存在除法計算，實現(xiàn)時可將除法轉(zhuǎn)化為先對除數(shù)求倒數(shù)，再與被除數(shù)相乘的過程，利用FPGA中豐富的RAM資源，求倒計算利用查表完成。除此之外，運(yùn)算只由常規(guī)加、乘組成，便于FPGA實現(xiàn)。

　　5測試結(jié)果

　　某寬帶偵察接收機(jī)，指標(biāo)要求適應(yīng)脈沖寬度0. 2～1 000μs，測頻誤差不大于500 kHz.實現(xiàn)時信號檢測與頻率測量由FPGA硬件完成，算法采用定點(diǎn)實現(xiàn)，頻率的分辨率設(shè)為15. 625 kHz.測頻結(jié)果送出至軟件顯示，誤差單位為kHz，取整。根據(jù)要求設(shè)置信號幅度在接收機(jī)實測靈敏度以上3 dB，頻率選擇在1 001～1 003 MHz和200 kHz步進(jìn)，脈沖寬度分別設(shè)為1μs、0. 5μs和0. 2μs.測試結(jié)果如表1所示。

　　表1雷達(dá)信號測頻精度測試結(jié)果

　　可見在不同頻率、不同脈寬時測頻最大誤差均小于500 kHz，滿足指標(biāo)要求。

　　6結(jié)束語

　　論述了一種易于工程實現(xiàn)的脈沖信號實時測頻算法，與傳統(tǒng)方法相比可以達(dá)到更高的測頻精度。經(jīng)過試驗證明，可以滿足目前常規(guī)雷達(dá)偵察接收機(jī)的指標(biāo)要求，可應(yīng)用于目標(biāo)為脈沖信號的電子對抗系統(tǒng)，具有較高的應(yīng)用價值。