基于FFT并二次修正的Rife频率估计算法

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1、万方数据第32卷第4期2010年8月探测与控制学报JounmIofDet伐ti伽＆C蚰troIV乩32Nn4Aug．2010基于FFT并二次修正的Rife频率估计算法谢胜1’2，陈航1，于平2(1．西北工业大学航海学院。陕西西安71∞72；2．91388部队，广东湛江524022)摘要：针对修正Ibfe(MIbfe)算法在低信噪比条件下频率估计性能下降的问题，提出一种改进的频率估计算法。首先利用最佳修正因子对快速傅里叶变换(飚tFc岫d盯砀nsf0衄，H叮)最大谱线进行修正，然后用校正的Rife法公式估计频率。若被估计信号频率接近于H叮量化频率，则对信号进行

2、频移以使信号频率位于两相邻量化频率中心，再用校正的Rife法公式估计频率。频移过程中采用(Ⅻ衄法来确定频移方向。仿真结果表明：改进算法不仅在整个被估计的频段内具有较高估计精度，均方根误差接近于CRLB，而且具有低信噪比门限，整体性能要优于¨尉fe法。改进算法能够满足反潜鱼雷主动声引信提取目标回波多普勒频率的应用要求。关键词：频率估计；快速傅里叶变换；修正Rife算法；克拉美罗限中图分类号：TJ431．7文献标志码：A文章编号：1008-1194(2010)M_004涨RifeFrequencyEstimationAlgorithmB嬲edonF】}ⅦandT

3、wiceModifyingXIEShen91’2，cHENHan91，YUPin矿(1．College0fMarim，NorthwestemPolytechnicalUniversity，X‰710072，C11im；2．UIlit91388，PL八，Zh肌jiang524022，chim)Abstr扯t：Themodifiedrifealgorithm’s(M-硒fe)performanceofsigmlfrequencyestinmtionissharplyde_creasedwh饥targetsigllalisnearlydiscretefr。quen

4、cyoflowsNR(sigmlnoiseratio)．～邛jngattheproblem，加impro、捌a190ritlllTlwaspmposedT11em幽啪spectralli腿ofF丌(FastF0面erTrallsfo彻)、釉firstlyn划ifiedbyusinganoptirI】almodifyirlgfactor，andthenthefrequency、^倍scaIcuIatedbythen10difiedrifealgo—rith皿Ifthecalculatedsigmlfrequencyw勰c10setoH叮discretefreq

5、uerIcies，itwouldbefirstlyshiftedtot11elIlidpointofthetwoadjacentn叮discretefrequencies，柚dthenthefrequencywaseStimatedbytheM—Rifealgo-rith札Thefrequencyshi“directionwasdecidedbyquirulalgorith札Simulationresultsho、剃thattheimprovedalgorithrnhadhighestirllationprecisionont11e、ⅣholeestiIIm

6、tingfrequencyband，itsRIⅥSE(rootmeansq呲er-ror)、忱sclosedtoCRI．B(C钿me产鼢olowerbound)，锄dSNRthresholdwaslow．The幻talperforrmnceoftheiITlprovedalgoritllIIlisbetterthanM-硒fealgodt}lIILThe妇provedalgorithrTlcanmeetthetorpedoacousticfuze，srequir锄entofextracillgdopplerfrequ朗cyoftargetecho．Keywo

7、rds：frequency骼tiInation；fastfouriertransfoml；modifiedrifealgorithm；cr锄er-raolowerbo山1d0引言在鱼雷攻击潜艇过程中，确定鱼雷引信的炸点位置非常重要，这对于目标毁伤效果有直接的影响。工作区域主要在近场区的鱼雷主动声引信，回波的体目标效应明显，引信接收到的信号为多个散射点回波信号的组合，回波信号的频谱不再是单一的频率，而是占据一定谱带的、离散且随时间变化的频谱[1。2]。为高精度地提取潜艇目标回波各亮点多普勒频率信息以便完成后续运动参数的估计，国内外学者提出了一些快速高精度频率估

8、计的方法m]。基于DFT的谱分析法采用快速算法(FF