赵继广,宋一铄,张智诠

(1.装甲兵工程学院控制工程系,北京 100072;2.装备指挥技术学院,北京 101416)

0 引言

线性调频连续波(Linear Frequency Modulation/Continuous Wave,LFM/CW)体制测距系统,通过对回波信号与本振信号混频后得到的差频信号频率的测量实现对目标距离的测量[1]。该测距系统在一些距离范围内获得的差频信号的初始相位近似为0,目前一般利用傅里叶变换进行时频分析[2]从而得到差频信号的频率,但由于其测距分辨力不够高且运算量大,因此难于实现实时多距离分辨。为此,本文提出利用余弦变换进行时频分析的方法。

1 傅里叶变换与余弦变换

傅里叶变换是进行频谱分析的重要方法,余弦变换是傅里叶变换的一部分。傅里叶变换具有普适性,对于一般信号都能给出正确的频谱。具体到一些拥有特殊性质的信号,可以考虑利用其他时频分析方法处理,从而突出某一方面的性能。例如对于初始相位为0(或近似为0)的余弦信号,余弦变换不仅能够给出近似正确的频谱,还具有较小的运算量[3]和更高的频率分辨力。

1.1 傅里叶变换

在实际应用中受器件和环境等因素的影响,所得到的差频信号的信噪比较低。由于傅里叶变换对噪声抑制能力强,所以一般用其获得信号频谱信息。根据傅里叶变换的定义,连续非周期信号s(t)的傅里叶变换可以表示为[4]:

将式(1)展开,得到

对上式取模,即得到信号的频谱。由(2)式可知:将信号s(t)分别与各种频率下的余弦和正弦信号进行混频,再将每一个频率下的两个混频结果取模就得到了该频率下的频谱幅值。……