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为提高低信噪比条件下短时正弦信号的频率估计精度,针对任意长度的正弦信号,提出一种同频信号加权融合算法。首先,给出同频信号的定义和频谱模型;其次,构造具有相位连续化特性和噪声对消特性的相位修正矩阵对同频信号频谱进行加权融合,使加权融合后的频谱近似于相位连续信号频谱。最后,谱峰搜索加权融合后的频谱,获得高精度的频率估计值。仿真实验表明,与现有方法相比,算法抗噪性强,普适性好,频率估计精度高。