频差对方向图综合的影响及解决方法
则可以得到阵列的方向图为:
式(1)中:,为波数;d 为阵元间距;θ 0为方位角。
将各个调频发射机的输出信号作为阵元的激励,得到的方向图为:
其中, sn(t) 是第n 路发射机输出信号,其表达式为:
这样会对方向图综合产生严重影响,因此,必须首先进行频率估计,而后进行相应的相位补偿,以减小对方向图的综合的影响。
1.3 基于FFT 的频率估计和频率校正
利用DFT 最大值谱线及与其相邻两根谱线系数的实部(或虚部)进行插值得到频率估计值。
设信号为正弦信号,表示为:
式(5)中:x(n)为未知离散实正弦信号, a, f0 ,φ 分别是信号的幅度、频率、和初相;f s为信号采样频率。
基于DFT 的谱分析方法,具有运算速度快(采用快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform))、对正弦信号具有显着的信噪比增益和具有算法参数不敏感等优点,是一个综合性能最佳的方法,因此得到了广泛的应用。但是由于存在栅栏效应,当采样频率不是DFT 频率分辨率的整数倍时,正弦信号频谱发生泄漏,即使无噪声影响,信号真实频率仍落于主瓣内两根离散FFT 谱线之间,导致频率估计无法满足精度要求。因此,介绍一种插值方法,以提高频率估计的精确度。
x(n)的N 点离散时间信号的傅里叶变换(DFT)记为X(k),鉴于实序列DFT 的对称性,忽略频谱的负频率部分,即:
式(6)中T = N / fs 为采样的长度。
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