[发明专利]双频段频谱数据采集方法及装置

权利要求书

1.一种双频段频谱数据采集方法，其特征在于，包括：

采用模数转换器对待测模拟信号进行模数转换，得到待测数字信号；

利用可编程门阵列对所述待测数字信号进行频谱分析，得到所述待测数字信号中的高频段频谱数据；

使用有限脉冲响应滤波器对所述待测数字信号进行低通滤波，得到所述待测数字信号中的低频段数据；

按照预设抽取倍数对所述低频段数据进行抽样；

对抽样后的低频段数据进行频谱分析，并使用所述有限脉冲响应滤波器的幅频响应对所述抽取后的低频段数据的幅度谱进行补偿，得到所述待测数字信号中的低频段频谱数据；

其中，令所述有限脉冲响应滤波器的冲击响应为h(n)，则：

其中，I₀(.)为第一类变形零阶贝塞尔函数，M为60。

2.根据权利要求1所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述采用模数转换器对待测模拟信号进行模数转换之前，包括：

使用截止频率为f_c的低通滤波器对待测模拟信号进行滤波；

所述采用模数转换器对待测模拟信号进行模数转换，得到待测数字信号包括：

采用采样速率为2.5f_c的模数转换器对滤波后的待测模拟信号进行模数转换，得到所述待测数字信号。

3.根据权利要求2所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述利用可编程门阵列对所述待测数字信号进行频谱分析，得到所述待测数字信号中的高频段频谱数据包括：

对所述待测数字信号中2^N个采样点进行快速傅里叶变换，得到频率分辨率为2.5f_c/2^N的0～f_c兆赫兹的高频段频谱数据，N为正整数。

4.根据权利要求3所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述使用有限脉冲响应滤波器对所述待测数字信号进行低通滤波，得到所述待测数字信号中的低频段数据包括：

使用所述有限脉冲响应滤波器对待测数字信号进行卷积处理，得到采样频率为2.5f_c每秒采样百万次的低通滤波后的低频段数据。

5.根据权利要求4所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述对抽取后的低频段数据进行频谱分析包括：

令预设抽取倍数为Q，对抽取后的低频段数据中的2^N个采样点进行快速傅里叶变换，得到频率分辨率为2.5f_c/Q/2^N的0～f_c/Q兆赫兹的低频段数据。

6.根据权利要求1所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述使用所述有限脉冲响应滤波器的幅频响应对所述抽取后的低频段数据的幅度谱进行补偿包括：

使用补偿函数与低频段幅度谱相乘，消除所述有限脉冲响应滤波器对所述低通滤波器的截止频率附近的频谱的衰减影响，令补偿函数为H_c(ω)，则：

其中，h(n)表示所述有限脉冲响应滤波器的冲击响应，j表示虚数，ω为频率。

7.根据权利要求1所述的双频段频谱数据采集方法，其特征在于，所述预设抽取倍数为20倍。

8.一种双频段频谱数据采集装置，其特征在于，包括：

模数转换器，用于对待测模拟信号进行模数转换，得到待测数字信号；

可编程门阵列，用于对所述待测数字信号进行频谱分析，得到所述待测数字信号中的高频段频谱数据；

有限脉冲响应滤波器，用于对所述待测数字信号进行低通滤波，得到所述待测数字信号中的低频段数据；

抽样模块，用于按照预设抽取倍数对所述低频段数据进行抽样；

频谱分析模块，用于对抽样后的低频段数据进行频谱分析；

所述有限脉冲响应滤波器，还用于对所述抽取后的低频段数据的幅度谱进行补偿，得到所述待测数字信号中的低频段频谱数据；

其中，令所述有限脉冲响应滤波器的冲击响应为h(n)，则：

其中，I₀(.)为第一类变形零阶贝塞尔函数，M为60。