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(jìn)的相位差分頻率估計算法進(jìn)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(dá)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(dá)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(zhǔn)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(yùn)算復(fù)雜度和運(yùn)算時間的問題限制了它們在數(shù)字接收機(jī)上的應(yīng)用。目前常用于數(shù)字接收機(jī)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(yùn)算時間增長和運(yùn)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(dá)到Cramer-Rao界（CRB），并且運(yùn)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(jī)仿真和FPGA實現(xiàn)來驗證其有效性。