[发明专利]一种信道化高精度实时频谱分析方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信信号的分析技术领域，特别涉及一种信道化高精度实时频谱分析方法及其系统。

背景技术

当前社会对无线通信信号的分析需求越来越大，分析要求越来越高，国外主要仪器厂商投入了巨大的人力、物力，对频谱分析仪进行研发。

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器；它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等；现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统

总体来说，经过近30年的快速发展，国内频谱分析仪在在显示平均噪声电平、相位噪声、分辨率带宽、高级测试功能等诸多指标上面已经达到了国外同类产品水平，但是在射频前端检测范围、检测灵敏度、频谱信息储存回放、产品集成度等方面还是很不足，特别是如何在宽频带情况下，检测出隐藏在噪声中的微小信号。

发明内容

为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种信道化高精度实时频谱分析方法及其系统，其是通过接收射频信号而进行采集，再将其中的高频信号转换成中频信号，再对其进行信道化分解，进行分组低通滤波处理，从而显示其频谱信息。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种信道化高精度实时频谱分析方法，其中，包括如下步骤：

步骤S1、接收射频信号，进行数据采集；

步骤S2、将频谱信息内高频信号转换成中频信号，并对其进行处理成数据；

步骤S3、将数据进行信道化分解处理，从而分组进行低通滤波处理，将其频谱信息进行显示。

作为本发明的一种改进，在步骤S2内还包括步骤S201；

步骤S201、接收高频信号，进行AD采样和时钟供给，将高频信号输出。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2内还包括处于步骤S201之后的步骤S202；

步骤S202、先进行跨时钟域同步处理，之后数据与FPGA内部的DDS产生的单频信号相混频，将中频信号搬移至零中频，进行基带处理。

作为本发明的更进一步改进，在步骤S202内，在基带处理中，信号通过低通滤波滤除因混频产生的谐波分量。

作为本发明的更进一步改进，在步骤S3内包括步骤S301；

步骤S301、将数据分为8组，分组进行低通滤波处理，抑制带外信号和噪声。

作为本发明的更进一步改进，在步骤S3内还包括处于步骤S301之后的步骤S302；

步骤S302、将处理后的数据进行FFT变换，获得数据的频谱从而进行显示。

一种信道化高精度实时频谱分析系统，其中，包括用于接收射频信号和进行数据采集的射频前端模块、用于将频谱信息内高频信号转换成中频信号并对其进行处理成数据的数字中频处理模块及用于将数据进行信道化分解处理从而分组进行低通滤波处理且将其频谱信息进行显示的频谱分析模块。

作为本发明的一种改进，所述射频前端模块包括用于接收射频信号的射频接收单元、用于抽取数据进行信道化分解的FPGA单元和用于协助进行FFT变换的DSP单元。

作为本发明的进一步改进，所述数字中频处理模块包括用于接收高频信号的信号采集单元和用于进行接口处理、混频处理、变速率抽取滤波处理的中频信号处理单元。

作为本发明的更进一步改进，所述频谱分析模块包括用于数据进行低通滤波处理再进行IFFT处理的多相滤波单元。

在本发明中，是通过接收射频信号而进行采集，再将其中的高频信号转换成中频信号，再对其进行信道化分解，进行分组低通滤波处理，从而显示其频谱信息；本发明分析带宽更宽，频率分辨率更高，程序代码更简洁，数据处理结构更高效，易于建立通用的频谱分析平台，不仅适用于民用无线电频谱检测、管理，更符合雷达、电子对抗等军事领域的设计需求，对发展民生、稳定国防等方面都有重要的意义。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的信道化高精度实时频谱分析方法的方法流程图；

图2为本发明的信道化高精度实时频谱分析系统的系统模块架构图；

图3为本发明中射频前端模块的内部连接关系图；