王威威

1,2，卢孜筱2,3，李红浪2,3，田亚会1,2，柯亚兵2,3

（1.中国科学院声学研究所，北京 100190；2.中国科学院大学，北京 100049；3.国家纳米科学中心，中国科学院纳米科学卓越创新中心，北京 100190）

0 引 言

随着声表面波传感器技术的发展，谐振式SAW传感器由于无线无源、高Q值、抗干扰能力强、灵敏度高等优点，在高动态复杂应用环境中得以广泛使用[1]。例如，在列车轮轴、船舶传动轴、航天发动机等高速环境中[2-4]，要求对应变、扭矩等参量实现快速检测，因此需要研究一种谐振式 SAW传感器快速频率估计算法。

谐振式SAW传感器常使用FFT谱估计的频率估计算法对回波信号进行快速频率估计，但FFT谱估计的频率估计精度受回波信号序列长度的限制[5]，无法满足谐振式SAW传感器的频率估计精度。为了提高FFT谱估计的频率估计精度，人们基于FFT谱估计提出了很多频谱修正方法，其中Rife算法是基于FFT谱估计的经典算法[6]，该算法通过最大谱线与相邻次大谱线估计频率偏移量，对频率估计进行修正，计算量小。但当实际频率在谱线最大值频率附近时，频率估计精度较差且容易受环境影响。文献[7]使用频谱细化与搬移技术对Rife算法的频谱修正方法进行了改进，提出I_Rife算法。该算法很大程度上提高了频率估计精度，但因其需要计算4个实数点的离散傅里叶变换对频谱进行细化，使得计算量增大。文献[8]提出了一种针对实信号进行快速频率估计的调制FFT算法，克服了FFT谱估计频谱有一半是冗余的缺点，在保证算法计算量增加不大的同时，将频谱分辨率提高了一倍，但频率偏移的存在影响了频率估计精度。……