低频电磁信号的频率细化技术研究

随着科学技术的不断进步和信息技术的快速发展,快速、准确地对信号频谱进行测量是低频电磁信号分析处理非常重要的部分。在对信号频谱进行分析时,常采用的方法是快速傅里叶变换,但是为了要得到频谱更精细的结构特征,提高频率分辨率,需要通过频率细化技术对低频电磁信号进行研究。本文首先介绍了频率细化技术中的复调制细化、线性调频Z变换及相位补偿细化三种方法的原理,在此基础上,确定三种频率细化技术的算法,结合Matlab仿真技术分别编写程序,对同一模拟低频电磁信号利用三种算法进行频率细化技术仿真,得到仿真图形。然后,通过测量值、计算量、计算时间的比较,得到低频电磁信号中三种不同频率细化技术方法的特点及其应用范围。最后用实际的语音信号、汽轮机振动信号以及地震信号对结果进行验证,取得了比较好的效果,完成本课题的研究。通过分析表明,在低频电磁信号中,复调制细化适合细化倍数小、细化频带宽、少变换的场合,且对频谱干涉现象有很好的分辨效果；线性调频Z变换最大的优点是可灵活的调整细化频带和放大倍,对由于栅栏效应引起的频谱混叠,线性调频Z变换能够达到非常精确的细化目的；相位补偿细化比较适合高频率的全频带频潜细化。总之,频率细化技术在低频电磁信号中是有效、可行的,是能够实现对某一窄带频谱的分析,提高频率分辨率,为低频电磁信号的频潜研究提供了依据。