数字式声呐中的一种简化的ZoomFFT算法

在水声信号处理中，ＤＥＭＯＮ和ＬＯＦＡＲ已被证明为有效的方法，特别是对微弱信号的检测和目标的识别和分类。有的时候，我们还需要知道接收信号频谱的细微结构．一般说来，只有长的时间数据才有可能得到高的频率分辨力，但是由于实际系统软、硬件方面的限制，这样作并不总是可能的．如果我们只是对某些频率附近的谱结构感兴趣，那么ＺｏｏｍＦＦＴ就是一种解决高分辨率谱分析的折中方法．已有的讨论ＺｏｏｍＦＦＴ的文献大体可以分为两大类，即复包络解调ＺｏｏｍＦＦT（Ｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）［４］和级连ＦＦＴ（ｃａｓｃａｄｅＦＦＴ）［５，６］．前者需要对输入信号进行复解调、低通滤波、降采样等一系列繁复的操作．而后者通常利用前后两次ＦＦＴ，经过相位和幅度修正得到所需频段的细化谱估计，因而易于实现，可作为一种有效的窄带处理器。本文在给出级连ＦＦＴ法ＺｏｏｍＦＦＴ理论推导的基础上，试图探讨其与复包络解调法之间的内在对应关系，并分析了窗函数、采样率、重叠率等参数的选取对估计结果的影响，最后给出一种简化的ＺｏｏｍＦＦＴ算法，它可以大大缩短实时数据的运算次数．并给出了系统模拟的结果。