黄翔东, 靳旭康, 白瑞朋

(天津大学 电气自动化与信息工程学院， 天津 300072)

基于前后向子分段和频移补偿的频率与相位联合估计器

黄翔东, 靳旭康, 白瑞朋

(天津大学 电气自动化与信息工程学院， 天津 300072)

频率估计和相位估计是物理学中的两个基本的测量问题。现有的估计器难以对这两个参数实现高精度的联合测量。为实现联合测量，对已有前后向子分段频率估计器做如下两方面改进：①对前、后向子分段快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)谱峰相位值做平均，获得中心样点的瞬时相位估计；②引入频移补偿措施，使得前、后向子分段的峰值谱能量更为集中，增强了估计器抵御噪声的能力，同时提升了估计器的频率和相位估计精度。理论分析和仿真实验表明，该联合估计器性能高于原有前后向子分段估计器和全相位FFT/FFT相位差估计器，对于频率偏离情况，其频率估计方差为克拉美-罗限的4/3倍，其相位估计方差可达到克拉美-罗限。

联合估计器；频率估计；相位估计；频移补偿

频率估计和相位估计是两个基本的测量问题。许多物理量测量可转化为频率估计问题，如大气动力学中的雷达风速测量[1]、阵列信号处理中的波达方向估计[2]、振动分析中的转速测量[3]等；同样地，许多物理量测量可转化为相位测量问题，如通信中的载波同步[4]、电网并网[5]、锁相环电路的实现[6]等。更重要的是，频率测量和相位测量常常不是孤立的，而是需同时实现的。如雷达、声纳系统中，通过……