象限判别与移动拟合结合的信号频率估计方法

摘要

正弦信号的频率估计广泛应用于通信、雷达和声呐等领域，针对正弦信号频率精确估计，提出了一种基于象限判别与移动拟合的正弦信号频率估计方法，首先采用象限判别法对采样序列数据进行周期或相位步距的初步估计，再利用初估参数对序列数据进行正弦移动拟合，最后直接根据移动拟合的各序列点的相位精确计算信号周期或频率。与现有的3种基于离散傅里叶变换（DFT）插值算法进行的仿真精度对比，其结果表明，在设计信噪比分别为-5,0,5 dB,测量频率为11.432 Hz左右6个离散频率，采样频率为2 222.22 Hz以及数据量为5 112个的条件下，该方法的频率估计均方根误差（RMSE）平均值分别为2.048×10-3,1.290×10-3,0.870×10-3 Hz,平均绝对误差（MAE）的平均值分别为1.823×10-3,1.209×10-3,0.687×10-3 Hz,低于其他3种算法的误差，具有更高的精度，更加接近克拉美罗界（CRLB）,而且对频率取值范围不敏感，性能稳定。