對脈沖信號載波頻率的同步問題，提出一種快速高精度的數(shù)字鎖頻環(huán)路。該環(huán)路采用改進的相位差分頻率估計算法進行快速載波頻率粗估計，其信噪比闞值低于Kay法，在信噪比偏低時也能達到Cramer-Rao界。應(yīng)用數(shù)字下變頻技術(shù)和Kay算法實現(xiàn)載波頻率的精確估計。設(shè)計實例的仿真結(jié)果表明了該環(huán)路的有效性，環(huán)路可在短對同內(nèi)完成高精度的載波頻率同步。

　　載波頻率同步在雷達和通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。同步性能的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。脈沖信號載波頻率同步技術(shù)的關(guān)鍵是在噪聲背景中快速準確地估計載波頻率。為實現(xiàn)高精度鑒頻，通常要使用高階數(shù)窄帶濾波器來提高待測信號的信噪比，其延時較大，不適用于信號持續(xù)時間較短的脈沖信號。應(yīng)用有效的正弦波頻率估計算法，可以在保證鑒頻精度的前提下，降低對濾波器帶寬的要求，減少延時，滿足脈沖信號載波頻率同步的需要。

　　正弦波頻率估計是信號參數(shù)估計的經(jīng)典問題，針對正弦信號的頻率估計算法很多．由于運算復(fù)雜度和運算時間的問題限制了它們在數(shù)字接收機上的應(yīng)用。目前常用于數(shù)字接收機的正弦信號頻率估計的快速算法為頻率推算法和傅里葉變換法。傅里葉變換法在估計低信噪比多載波信號頻率方面具有優(yōu)勢，其最大測頻誤差為頻率分辨率的一半（f／2N），通常通過增加采樣數(shù)據(jù)長度或利用插值算法來降低測頻誤差，這樣就使運算時間增長和運算量增加。頻率推算法多數(shù)用于高信噪比單載波信號的頻率估計，其中基于最小均方誤差的相位差分頻率估計法（Kay法）比較具有代表性，它在高信噪比條件下可達到Cramer-Rao界（CRB），并且運算量不大，適于硬件實現(xiàn)。

　　本文以Kay頻率估計法為基礎(chǔ)構(gòu)建了一種適用于脈沖信號的載波頻率同步環(huán)，并通過計算機仿真和FPGA實現(xiàn)來驗證其有效性。