[发明专利]双频段频谱数据采集方法及装置

说明书

一双频段频谱数据采集方法，应用于信号处理技术领域，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该待测数字信号进行频谱分析，得到该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该待检测数字信号进行低通滤波，得到该待测数字信号中的低频段数据，按照预设抽取倍数对该低频段数据进行抽样，对抽取后的低频段数据进行频谱分析，并使用该有限脉冲响应滤波器的幅频响应对其幅度谱进行补偿，得到低频段频谱数据。本发明还公开了一种双频段频谱数据采集装置，仅需要一个有限脉冲响应滤波器和一个模数转换器即可同时得到高频段频谱数据和低频段频谱数据，简单可靠。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种双频段频谱数据采集方法及装置。

背景技术

低频射电频谱仪是安装在嫦娥四号着陆器平台上的空间低频射电信号观测仪器，通过对来自太阳及其行星际空间、银河系空间等的低频电场进行探测，分析电场的频谱信息，实现对太阳低频射电特征和月表低频辐射环境进行探测。

根据低频射电频谱仪的技术要求，探测仪的工作频率为0.1～40MHz，为保证接收信号的灵敏度和频率分辨率，分为两个频段进行接收，其中低频段频率范围0.1～2MHz，频率分辨率优于10kHz，高频段频率范围1～40MHz，频率分辨率优于200kHz。

传统低频射电探测仪在接收机采用两组滤波器和两个模数转换器，分别对高频段信号和低频段信号进行滤波和数字化，然后在数字域进行频谱分析，该方法硬件实现复杂，并且需要使用开关频繁在低频段接收和高频段接收间切换，可靠性低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双频段频谱数据采集方法及装置，以使双频段频谱数据采集的过程简易、可靠。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种双频段频谱数据采集方法，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检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。

进一步地，所述使用有限脉冲响应滤波器对所述待检测数字信号进行低通滤波的过程中，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。

进一步地，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。

进一步地，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。