[发明专利]基于三条DFT复数谱线的信号幅值和相位测量方法

说明书

本发明涉及一种基于三条DFT复数谱线的信号幅值和相位测量方法，属于信号参数测量技术领域。本发明的特征在于其处理步骤包含：将采样信号经过加窗处理后进行DFT变换，查找对应待测信号频率附近的三条复数谱线，基于三条谱线的复数值通过直接推导公式、或逼近多项式公式计算出中间参数，最终的幅值测量结果等于中间参数的模，相位测量结果等于中间参数的幅角加上π/2。本发明直接基于谱线复数进行计算，无需对每条谱线取模，减少了计算量，而且计算过程能够抵消其他频率信号的旁瓣干扰，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及一种基于三条DFT复数谱线的信号幅值和相位测量方法，属于信号参数测量技术领域。

背景技术

当前，基于离散傅里叶变换DFT或其快速算法FFT分析频率信号的方法已经广泛使用。但是，DFT具有栏栅效应，即实际信号频率未必落在离散谱线上，由此需要采用插值算法估计实际信号的频率、幅值和相位。2003年《中国电机工程学报》23卷6期上发表的“应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法”文章中提出了对输入离散信号加窗傅里叶变换后，通过选择幅值最高和次高两条谱线，插值测量信号频率、幅值和相位的方法。如果两条谱线的离散频率序号分别对应k1和k2= k1+1，则实际信号频率对应的位置k0满足k1≤k0≤k2。引入一个辅助参数，忽略其他信号干扰，则的数值范围是[-0.5, 0.5]。由此，基于两条谱线幅值|Y(k1)|和|Y(k2)|计算信号幅度A可以按照下面插值公式计算：

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