【正文】 中創(chuàng)造性的成果和新見解，在本領(lǐng)域 中的地位和作用，新見解的意義。如果不可能導(dǎo)出應(yīng)有的結(jié)論，也可以沒有結(jié)論而進行必要的討論。結(jié)論應(yīng)該觀點明確、嚴謹、完整、準確、精煉。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 論文應(yīng)有結(jié)論。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 （ 7） 22)( kkg ??與將 相乘， 0≤ k≤ M1，即得所要求 的 M 個 )(kzX 值。將 Q（ r）作 L 點離散傅里葉反變換，這樣就得到)()()()()( khkgkhkgkq ???? ，由于只與 M 點有關(guān)，所以只取前 M 點序列。因為時域卷積等于頻域相乘，這樣就求出了 g（ n） *h（ n）的頻域值。將列長為 L 的二序列 F（ r）和 H（ r）逐點相乘得到列長仍未 L 的序列。10)() 10 2 ???? ??? ? LrenhrH Ln rnLj ?（ 。 （ 4）求 h（ n）的 FFT。10)() 10 2 ???? ??? ? LrengrG Ln rnLj ?（ （ 3） h（ n）補零加長，周期延拓乘 L 點的序列。 （ 2）求 g（ n）的 FFT。 00 00 ?? ?? jj eeAA ?? 和根據(jù)已知 ，0000 ??? 、即由已知 A ， 的各值求出 )10(22 ???? NnA nn? 。而圓周卷積可以用 FFT 的方法來求得。 由上式可知 ， zk 點的 z 變換值 X(zk)可以通過 h（ n）和 g（ n） 的離散卷積值并乘22k? 得到，即 1,1,0) ] ,()([)( 2 2 ???? MknhngzX kk ?? 。將 zk 帶入 X（ z）中，得到??? ??? 10 )()()]([ Nn nkk znxzXnxC Z T = 1,1,0,)(10 ????? ? MkAnxNn nkn ?? 。 A， ? 都為任意復(fù)數(shù)。 其中 M：表示欲分析的復(fù)頻譜的點數(shù)。線性調(diào)頻 z 變換 (CZT)就是適用這種更為一般情況下，由 x(n)求 X(zk)的快速變換 。例 N=311，若用基 2 則須補 N=28=512 點，要補 211 個零點。如窄帶信號，希望在窄帶頻率內(nèi)頻率抽樣能夠非常密集，提高分辨率，帶外則不考慮。如語北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 音處理中，常常需要知道某一圍線 z 變換的極點所 處的復(fù)頻率。它要求 N 為高度復(fù)合數(shù)， 即 N 可以分解成一些因子的乘積， 例 N=2L。參數(shù)計算主要是將參數(shù)表中的參數(shù) M 和 A 按照一定的規(guī)律組合對參數(shù)v(L)和 g(L)賦值。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 chirpz 算法 邏輯圖和流程 圖 由 Chirpz 算法的定義， 并對照 FFT 算法的原理和流程圖， chirpz 變換算法邏輯圖克表示為 圖 4： 圖 4 chirpz 變換算法邏輯圖 而算法的流程主要包括初始化、參數(shù)計算、 CZT 計算、頻譜輸出等主要過程。也就是說，將序號 用二進制表示，然后將二進制數(shù)以相反方向排列，再以這個數(shù)作為序號。通過這種變換處理， FFT的運算量減少了一半，效率可比一般的 FFT提高一倍。由此可見，僅一次分解，就使運算量減少了一半，再經(jīng)過第二次分解，依次經(jīng)過 N— 1次分解，最后將 N點 DFT分解成 N／ 2個 DFT。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 要完成一個碟形運算，需要一次復(fù)數(shù)乘和兩次復(fù)數(shù)加法運算。 快速傅立葉變換 (FFT)算法基本上分為兩大類：時域抽取法 FFT(Decimation— In—Time FFT)和頻域抽取法 FFT(Decimation— In— Frequency FFT)。離散傅里葉變換（ DFT）是傅里葉變換在離散系統(tǒng)中的表示形式。當(dāng)序列長度為 2 的整數(shù)次冪時 ,可以采用最快的基 2 算法 ,否則采用一般的混合算法。通過DFT 使時域有限長序列與頻域有限長序列相對應(yīng) ,從而可在頻域用計算機進行信號處理。 而 在數(shù)字信號處理 (DSP)中 ,對于有限長序列存在一種離散時間 ,離散頻率的傅里葉變換 ， 稱為 DFT(Discrete Fourier Transform)。 FFT算法的基本原理 在離散時間 ,連續(xù)頻率的傅里葉變換中 ,由于卷積性質(zhì)知道 ,對系統(tǒng)輸出的計算可以通過求 x[n]和 h[n]的 DTFT,將得到的 X( jwe )和 H( jwe )相乘就可以得到 Y( jwe ),進而再通過反變換得到 y[n]。 CZT 計算主要是對時域采樣序列按照基于 FFT 的 CZT 算法計算得到相應(yīng)的頻譜。初始化過程主要是對頻段的起始頻率為 fb，終止頻率為 fe，信號采樣頻率為 fs，要求的譜分辨率為 fr，時域采樣點 數(shù)為 N，頻域采樣點數(shù)為 M 等參數(shù)的設(shè)定，以及輸入序列的大小進行初始化。） ； CAT:計算機 X 射線空間重建裝置 ；全身掃描，心臟活動立體圖形，腦腫瘤異物，人體軀干圖像重建 ； 心電圖分析。 （ 7） 家用電器：數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視電話、音樂合成、音調(diào)控制、玩具 與游戲等。 （ 5） 自動控制：控制、深空作業(yè)、自動駕駛、機器人控制、磁盤控制等。 （ 3） 軍事；保密通信、雷達處理、聲吶處理、導(dǎo)航、全球定位、跳頻電臺、搜索和反搜索等。 DSP的應(yīng)用 （ 1） 語音處理：語音編碼、語音合成 、語音識別、語音增強、語音郵件、語音儲存等。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 DSP的優(yōu)缺點 DSP 的 優(yōu)點 ： （ 1） 對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部參與影響??； （ 2） 容易實現(xiàn)集成； （ 3） 可以時分復(fù)用，共享處理器； （ 4） 方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波； （ 5） 可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能：線性相位、多抽樣率處理、級聯(lián)、易于存儲等； （ 6） 可用于頻率非常低的信號。 [15] DSP 芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器器，其主要應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。近年來，在國外一些專業(yè) DSP用戶的推動下，我過 DSP的應(yīng)用日漸普及。這種系統(tǒng)體積較小，對信號的處理速度快，算法設(shè)計靈活，工 作穩(wěn)定性好，因此已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科學(xué)儀器和電子消費品中。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為 0或 1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。 H(k)；再對 y(k)作 FFT反變換，得到 Y(k)；最后進行相應(yīng)的計算就 會 得到 X（ zk） 在 zk點的采樣值。利用 FFT算法，其處理區(qū)間長度選擇為 L≥ N+Ml，得到 g(n)的新序列 ， h(n)也可轉(zhuǎn)換成一個 L點的序列 。 設(shè) g（ n） =x(n)AnWn2/2,h(n)=Wn2/2，則 X（ zk） =W 22k ??? ?10 )()(Nn nkhng (2) 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 g(n) y(zk)=g(k)*h(k)+ ?????102 )2(2)(NnkWng (3) 圖 1 線性調(diào)頻 Z變換示意圖 式 3的計算可由圖 2所示流程實現(xiàn) 圖 2 CZT實現(xiàn)流程圖 由于系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) h(n)=Wn2/2與頻率隨時間成線性增加的線性調(diào)頻信號 (即鳥聲 Chirp)相似，因此這種算法稱為 Chirp Z變換。 [1] chirpz算法的原理 對任意長度的采樣數(shù)據(jù)序列， CZT變換可通過補零點的方法轉(zhuǎn)換成 L長的序列后直接進行處理，解決了 FFT變換對數(shù)絕序列長度為 2n的限制，且 CZT可表示為離散卷積，可利用快速傅里葉變換和逆變換實現(xiàn)，從而保證了計算速度。 A， W表示為 A=A0ejθ0,W=W0ejφ0，這樣就能得到 CZT的定義： X（ zk） =CZT[x(n)]=???1N0nnkznx ）（ =???1N0nnkn WAnx ）（ (1) 其中： A為取樣軌跡的起點位置， A0表示起始取樣點的半徑長度，當(dāng) A01時，螺旋線在單位圓內(nèi)，反之，在單位圓外； θ0表示起始取樣點 z0的相角。 [13] 線性調(diào)頻 z變換 （ ChirpZ變換） 定義 ： 線性調(diào)頻 Z變換是沿不同的單位圓，或更一般的路徑對 Z變換取樣。 [12] 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 2 Chirpz算法介紹 chirpz算法的定義 z變換定義 ： z變換 (Z— Transform)在數(shù)學(xué)和信號處理上是把一個離散的數(shù)字信號從時間模式轉(zhuǎn)為頻率模式。為此 ， 在傳統(tǒng) FFT處理的基礎(chǔ)上，采用 ChirpZ變換進一步對其回波中頻距離譜的主瓣進行局部細化，從而在運算量增加不多的情況下， 顯著提高 FMCW雷達的測距精度， 以 滿足高精度測距的實際需要。 [10] LFMCW雷達在理論上具有很高的測距精度和距離分辨力，然而在實際系統(tǒng)中。 文獻 [13]提出了一種提高距離分辨力的 FMCW SAR RD成像算法，此算法在距離向采用了 Chirp Z變換，與傳統(tǒng)的 FFT相比不僅可顯著提高距離分辨率，且避免了大的計算量。 [9] 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 FMCW SAR是一種新的成像雷達體制，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不僅在民用工業(yè)領(lǐng)域取得了長足進步，在軍事等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。 預(yù)計在未來的 5~10 年， 我國對 ChirpZ 算法的研究將進入一個黃金時期 。 [7] 與國外相比，國內(nèi)對 ChirpZ 算法的研究還有一定差距，但近年來也取得了很大的發(fā)展，應(yīng)用層面也得到進一步拓寬。的線性調(diào)頻 z變換來計算并獲取艙音背景聲的特征頻率新方法，通過仿真和以飛機駕駛艙高速配平移動背景聲為例詳細的進行了計算分析，實現(xiàn)了對艙音背景聲高采樣頻率的聲信號計算，滿足飛機事故調(diào)查的需要。 [5] ChirpZ算法 是一種適合于確定艙音背景聲特征頻率的有效方法，對調(diào)查飛機事故原因具有較好的實用性。 [4] 對低分辨率雷達， chirpz變換用于獲取 i/q數(shù)據(jù)的距門 ,能夠減少振幅和相位誤差的有效性和保證信號處 理 ， 有效地解決了低分辨率雷達的架次識別問題。另外該算法由于對各種分析窗 和頻率分辨率要求的計算過程有很好的一致性 , 所以編程簡單 , 計算效率餃高。其計算量是幾種常用的譜細化算法中最小的 , 特別是在細化信率較高時 , 它的計算量可能比常用的其它幾種選帶 譜細化算法小個數(shù)量級。 [3] 用線性調(diào)頻變換算法進行選帶細化頻率 分析時 , 能充分利用所采集的信號數(shù)據(jù) , 在折疊頻率內(nèi)任何窗口都能以任意選定的頻率分辨率進行譜細化分析。對任意長度的 有限序列，該算法不僅減少了運算量和運算時間，通過合理的設(shè)置，還可獲得最理想的采樣速率、采樣大小及分辨率，可最大程度滿足量化生產(chǎn)需要。而且結(jié)合算法的測量原理可知，此算法非常靈活，具有以下幾個優(yōu)點：① CZT算法的輸入序列長度 N和輸出序列長度 M可以不等，且 M、 N可以取任意整數(shù)；②窄帶信號在頻域中的 M個點集中分布于θ0到 θ0+（ M1） φ0的范圍內(nèi)，由于螺線取樣點之間的等分角 φ0是任意的，因而可以通過減小 φ0以增加頻率的分辨率；③此算法可實現(xiàn)一般路徑上對 Z變換的取樣，拓寬了 Z變換的適用范圍；④由于采用了自適應(yīng)的處理技術(shù)，最大程度地保證 FFT對整周期取樣的要求，從而使算法的計算結(jié)果的可靠性大大提高。 同時，利用自適應(yīng)原理的CZT算法，在保留了傳統(tǒng) FFT算法的高精度和強抗干擾特性的基礎(chǔ)上，可根據(jù)實際需要任意調(diào)整頻率的細化程度，從而既降低了程序計算的工作量，并進一步提高了頻率的分辨率。 ChirpZ算法在 解決電力系統(tǒng) 預(yù)測方面等方面具有其獨特的優(yōu)越性和良好的可行性。編譯環(huán)境為 ，實驗硬件是 DSPIII 實驗箱 。這些待點都使其成為智能化分析儀中的主要信號處理算法 ， 而得到廣泛的應(yīng)用。由于該算法不需經(jīng)過數(shù)字濾波處理 ， 所以它不僅可免去復(fù)雜的數(shù)字濾波器的設(shè)計 ， 而且其所得頻譜數(shù)據(jù)具有極高的精度。所以它特別適合于對短持續(xù)時間信號的精細譜分析。結(jié)合算法的測量原理可知，此算法非常靈活，具有以下幾個優(yōu)點：① CZT算法的輸入序列長度 N和輸出序列長度 M可以不等，且 M、 N可以取任意整數(shù)；②窄帶信號在頻域中的 M個點集中分布于 θ0到 θ0+（ M1） φ0的范圍內(nèi)，由于螺線取樣點之間的等分角 φ0是任意的，因而可以通過減小 φ0以增加頻率的分辨率；③此算法可實現(xiàn)一般路徑上對 Z變換的取樣，拓寬了 Z變換的適用范圍；④由于采用了自適應(yīng)的處理技術(shù)，最大程度地保證 FFT對整周期取樣的要求，從而使算法的計 算結(jié)果的可靠性大大提高。s length N can be different .Increasing M can increase the spectral lines, thus improving the