[发明专利]实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统

权利要求书

1.一种实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的系统包括：

超外差接收机，用以将射频输入信号变换为固定频率的中频信号；

数字中频信号捕获和分析模块，用以对所述的固定频率的中频信号进行捕获和分析；

所述的数字中频信号捕获和分析模块包括：

模数转换单元，用以将所述的固定频率的中频信号转换为数字信号；

IQ调制单元，用以将所述的数字信号分解为正交的I路信号和Q路信号；

快速傅氏变换单元，用以对所述的I路信号和Q路信号进行快速傅氏变换并输出每个频点的实部和虚部；

映射和记录单元，用以计算所述的快速傅氏变换单元输出的各频率分量的信号幅度、对信号幅度进行概率映射并记录各个频点出现的次数。

2.根据权利要求1所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的超外差接收机包括前置预滤波器、混频器和本机振荡器，所述的射频输入信号通过所述的前置预滤波器输入所述的混频器的第一输入端，所述的本机振荡器输入所述的混频器的第二输入端，所述的混频器的输出与所述的数字中频信号捕获和分析模块的输入端相连接。

3.根据权利要求2所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的超外差接收机还包括抗混叠滤波器，所述的抗混叠滤波器连接于所述的混频器的输出端和所述的数值中频信号捕获和分析模块的输入端之间。

4.根据权利要求1所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的映射和记录单元包括：

求模子单元，用以计算所述的快速傅氏变换单元输出的各频率分量的信号幅度；

映射子单元，用以对所述的求模子单元输出的信号幅度进行概率映射；

存储子单元，用以存储所述的映射子单元输出的信号幅度概率映射和每个频点出现的次数。

5.根据权利要求4所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的数字中频信号捕获和分析模块还包括：

时序管理器，所述的时序管理器的输入端与所述的IQ调制单元相连接，所述的时序管理器用以将输入的IQ正交信号按数据帧的长度分为奇偶帧并分别依次通过时序管理器的I路信号输出端和Q路信号输出端输出；

第一存储器，用以存储所述的时序管理器输出的IQ正交信号中的奇数帧I路信号和Q路信号并输出至所述的快速傅氏变换单元；

第二存储器，用以存储所述的时序管理器输出的IQ正交信号中的偶数帧I路信号和Q路信号并输出至所述的快速傅氏变换单元；

计数器，所述的计数器的输入端与所述的时序管理器相连接并记录当前数据帧的帧数，所述的计数器的输出端与所述的存储子单元的输入端相连接；

所述的快速傅氏变换单元按照时间顺序分别对所述的第一存储器存储的奇数帧和第二存储器存储的偶数帧进行快速傅氏变换。

6.根据权利要求5所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的存储子单元的深度D_p满足以下公式：

D_p≥2ⁿ×2^m×2^k

其中，2ⁿ为所述的快速傅氏变换输出每帧数据的长度，m为所述的快速傅氏变换输出每个信号幅度数据的宽度，2^k为每个映射点的记录数据长度。

7.根据权利要求6所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的存储子单元存储的数据为信号频率、信号幅度、信号出现概率、时间的四维数组，其中信号频率由n映射，信号幅度由m映射，信号出现概率由k映射，时间由所述的计数器的输出值映射。

8.根据权利要求5所述的实现瞬态信号捕获和频谱分析的系统，其特征在于，所述的时序管理器、快速傅氏变换单元、求模子单元和映射子单元基于一FPGA设立。