一种基于FFT分析的单音信号功率准确度提升方法与流程

本发明涉及信号处理领域，具体是一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法。

背景技术：

1、在频谱仪进行fft谱分析时，由于截断和fft运算的栅栏效应，会导致在进行单音信号功率测量时，如果单音信号没有落在fft分析的子载波上，就会在邻近的子载波上产生频谱泄露。同时，泄露子载波上的幅度值也会消减，最终导致在频谱分析时的功率值测量不准确。

2、解决的办法通常是缩小频谱仪的rbw，即分辨率带宽；缩小分辨率带宽的方法通常有两种，一种是缩小采样率fs；另一种是增大n。无论是缩小fs还是增大n，都会导致采样时间增长；另外增大n还会导致fft运算量增大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法，包括如下过程：

2、对单音信号分别进行加窗和频率检测，通过对单音信号进行加窗，得到单音信号加窗后的窗函数的频谱；通过对单音信号进行频率检测得到单音信号的频率；

3、利用单音信号加窗后的窗函数的频谱得到单音信号在最邻近子载波上的泄露量，根据单音信号在最邻近子载波上的泄露量得到补偿量；

4、对fft谱分析的最邻近子载波进行幅度或者功率补偿，使单音信号的fft谱功率可以正确显示。

5、进一步的，所述的通过对单音信号进行加窗，得到单音信号加窗后的窗函数的频谱，包括：

6、汉宁窗的时域表达式如下式：

7、

8、其中，它的频域表达式为：

9、

10、

11、wr为矩形窗的频率响应；

12、单音信号频率为f，最邻近的子载波频率为fn，当f在子载波f0和f1之间变化时，有：

13、

14、进一步的，所述的利用单音信号加窗后的窗函数的频谱得到单音信号在最邻近子载波上的泄露量，根据单音信号在最邻近子载波上的泄露量得到补偿量，包括：

15、根据单音信号加窗后的窗函数的频谱，得到f在fn上面的频谱泄露为：

16、

17、其中w与f的转换关系为：

18、

19、所以补偿量为：

20、

21、进一步的，所述的通过对单音信号进行频率检测得到单音信号的频率，包括：通过频率检测方法获取，所述的频率检测方法包括过零检测。

22、本发明的有益效果是：本申请提出一种方法，既不用缩小fs，也不用增大n，也就是说在不改变rbw的情况下，提高单音信号fft谱分析的功率准确度。

技术特征：

1.一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法，其特征在于，包括如下过程：

2.根据权利要求1所述的一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法，其特征在于，所述的通过对单音信号进行加窗，得到单音信号加窗后的窗函数的频谱，包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法，其特征在于，所述的利用单音信号加窗后的窗函数的频谱得到单音信号在最邻近子载波上的泄露量，根据单音信号在最邻近子载波上的泄露量得到补偿量，包括：

4.根据权利要求2所述的一种基于fft分析的单音信号功率准确度提升方法，其特征在于，所述的通过对单音信号进行频率检测得到单音信号的频率，包括：通过频率检测方法获取，所述的频率检测方法包括过零检测。

技术总结本发明公开了一种基于FFT分析的单音信号功率准确度提升方法，包括如下过程：对单音信号分别进行加窗和频率检测，通过对单音信号进行加窗，得到单音信号加窗后的窗函数的频谱；通过对单音信号进行频率检测得到单音信号的频率；利用单音信号加窗后的窗函数的频谱得到单音信号在最邻近子载波上的泄露量，根据单音信号在最邻近子载波上的泄露量得到补偿量；对FFT谱分析的最邻近子载波进行幅度或者功率补偿，使单音信号的FFT谱功率可以正确显示。通过本发明，可以实现既不用缩小fs，也不用增大N，也就是说在不改变RBW的情况下，提高单音信号FFT谱分析的功率准确度。技术研发人员：杨子军,张吉林,李文军,王维,王川,陈开国,陈世朴,陈强,杨聃,叶云涛,谢倩,谭向兵,黄永刚受保护的技术使用者：成都坤恒顺维科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/19