實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其中包括超外差接收機(jī)和數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、IQ調(diào)制單元、快速傅氏變換單元、映射和記錄單元，映射和記錄單元用以計(jì)算所述的快速傅氏變換單元輸出的各頻率分量的信號(hào)幅度、對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射并記錄各個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。采用該種結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，可同時(shí)分析并記錄信號(hào)的頻率、幅度以及發(fā)生概率和時(shí)間的信息，對(duì)全面分析猝發(fā)信號(hào)提供了一種方法，從頻域角度分析了信號(hào)出現(xiàn)的概率和具體時(shí)間，能對(duì)信號(hào)進(jìn)行4維分析，在實(shí)際信號(hào)分析中有廣泛的應(yīng)用，具有良好靈活性和可擴(kuò)展性，適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及頻域測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線電技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，無線電測(cè)量技術(shù)得到了很大的發(fā)展，無線電測(cè)量主要分為時(shí)域測(cè)量和頻域測(cè)量?jī)纱箢?，時(shí)域測(cè)量就是大家熟知的用示波器測(cè)量電磁信號(hào)的幅度相對(duì)于時(shí)間的函數(shù)曲線。頻域測(cè)量就是利用頻譜分析儀測(cè)量電磁信號(hào)的幅度相對(duì)于頻率的函數(shù)曲線。時(shí)域測(cè)量與頻域測(cè)量是相互關(guān)聯(lián)的，對(duì)于信號(hào)，它們之間通過傅里葉級(jí)數(shù)或傅里葉積分相互轉(zhuǎn)換。所以時(shí)域測(cè)量與頻域測(cè)量是從不同的領(lǐng)域中對(duì)無線電信號(hào)進(jìn)行同一參數(shù)的測(cè)量。信號(hào)的頻譜分析能夠獲得時(shí)域測(cè)量中所得不到的獨(dú)特信息，例如諧波分量、寄生、交調(diào)、噪聲邊帶等，同時(shí)具有大動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度等特點(diǎn)，成為信號(hào)分析領(lǐng)域的重要手段，在各種電子工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是，不論示波器還是傳統(tǒng)的頻譜分析，這些分析方法都是以穩(wěn)態(tài)信號(hào)為測(cè)量目標(biāo)。對(duì)于當(dāng)前異常復(fù)雜的尖端射頻技術(shù)，如采用猝發(fā)、跳頻、碼分復(fù)用技術(shù)等產(chǎn)生的無線信號(hào)，這種傳統(tǒng)的分析方法已不能適用。另外，現(xiàn)代通信系統(tǒng)的組網(wǎng)和系統(tǒng)工程日益復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)和測(cè)量來自不同網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)部自身的微弱干擾信號(hào)也是非常重要的任務(wù)，而這時(shí)傳統(tǒng)的測(cè)試方法同樣不能很好的解決問題。
[0004]一個(gè)典型的采用掃描式超外差式頻譜分析儀的技術(shù)框圖大致如圖1所示。
[0005]其基本工作原理如下:寬帶射頻信號(hào)經(jīng)過混頻后頻率變換為較低的中頻頻率，然后中頻信號(hào)處理后進(jìn)行模數(shù)變換，將信號(hào)變換成高速數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行數(shù)字濾波和檢波，這里的關(guān)鍵是本機(jī)振蕩器(LO)采用了掃描方式。對(duì)于穩(wěn)態(tài)信號(hào)，這種測(cè)量方式能精確的測(cè)量信號(hào)的各種參數(shù)。而對(duì)于隨時(shí)間變化的信號(hào)，由于本振的掃描是獨(dú)立于被測(cè)信號(hào)，二者之間不存在同步關(guān)系，從測(cè)量結(jié)果來看，檢波器(DET)的輸出會(huì)因?yàn)楸菊癫煌瑨呙钑r(shí)間而發(fā)生變化，測(cè)量結(jié)果也就失去了可靠性。
[0006]同樣，對(duì)于示波器來說，由于存儲(chǔ)深度總是有限的，并且示波器的動(dòng)態(tài)范圍總是有限的，而出現(xiàn)干擾的微弱信號(hào)存在無法觸發(fā)或無法測(cè)量的可能性較大。
[0007]綜合說來，現(xiàn)有的測(cè)量方法主要有以下兩個(gè)缺點(diǎn):
[0008]1、受限于本振掃描方式，對(duì)于隨時(shí)間變化的信號(hào)，諸如示波器、頻譜分析儀這些分析方法已完全無法勝任。
[0009]2、對(duì)于測(cè)量結(jié)果，不能對(duì)特定信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)分析并記錄信號(hào)的頻率、幅度以及發(fā)生概率和時(shí)間的信息、適用于全面分析猝發(fā)信號(hào)、具有良好靈活性和可擴(kuò)展性、適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)。[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)具有如下構(gòu)成:
[0012]該實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括:
[0013]超外差接收機(jī)，用以將射頻輸入信號(hào)變換為固定頻率的中頻信號(hào)；
[0014]數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊，用以對(duì)所述的固定頻率的中頻信號(hào)進(jìn)行捕獲和分析；
[0015]所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊包括:
[0016]模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用以將所述的固定頻率的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0017]IQ調(diào)制單元，用以將所述的數(shù)字信號(hào)分解為正交的I路信號(hào)和Q路信號(hào)；
[0018]快速傅氏變換單元，用以對(duì)所述的I路信號(hào)和Q路信號(hào)進(jìn)行快速傅氏變換并輸出每個(gè)頻點(diǎn)的實(shí)部和虛部；
[0019]映射和記錄單元，用以計(jì)算所述的快速傅氏變換單元輸出的各頻率分量的信號(hào)幅度、對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射并記錄各個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。
[0020]較佳地，所述的超外差接收機(jī)包括前置預(yù)濾波器、混頻器和本機(jī)振蕩器，所述的射頻輸入信號(hào)通過所述的前置預(yù)濾波器輸入所述的混頻器的第一輸入端，所述的本機(jī)振蕩器輸入所述的混頻器的第二 輸入端，所述的混頻器的輸出與所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊的輸入端相連接。
[0021]更佳地，所述的超外差接收機(jī)還包括抗混疊濾波器，所述的抗混疊濾波器連接于所述的混頻器的輸出端和所述的數(shù)值中頻信號(hào)捕獲和分析模塊的輸入端之間。
[0022]較佳地，所述的映射和記錄單元包括:
[0023]求模子單元，用以計(jì)算所述的快速傅氏變換單元輸出的各頻率分量的信號(hào)幅度；
[0024]映射子單元，用以對(duì)所述的求模子單元輸出的信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射；
[0025]存儲(chǔ)子單元，用以存儲(chǔ)所述的映射子單元輸出的信號(hào)幅度概率映射和每個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。
[0026]更佳地，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還包括:
[0027]時(shí)序管理器，所述的時(shí)序管理器的輸入端與所述的IQ調(diào)制單元相連接，所述的時(shí)序管理器用以將輸入的IQ正交信號(hào)按數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度分為奇偶幀并分別依次通過時(shí)序管理器的I路信號(hào)輸出端和Q路信號(hào)輸出端輸出；
[0028]第一存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)所述的時(shí)序管理器輸出的IQ正交信號(hào)中的奇數(shù)幀I路信號(hào)和Q路信號(hào)并輸出至所述的快速傅氏變換單元；
[0029]第二存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)所述的時(shí)序管理器輸出的IQ正交信號(hào)中的偶數(shù)幀I路信號(hào)和Q路信號(hào)并輸出至所述的快速傅氏變換單元；
[0030]計(jì)數(shù)器，所述的計(jì)數(shù)器的輸入端與所述的時(shí)序管理器相連接并記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的幀數(shù)，所述的計(jì)數(shù)器的輸出端與所述的存儲(chǔ)子單元的輸入端相連接；
[0031]所述的快速傅氏變換單元按照時(shí)間順序分別對(duì)所述的第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的奇數(shù)幀和第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的偶數(shù)幀進(jìn)行快速傅氏變換。
[0032]更進(jìn)一步地，所述的存儲(chǔ)子單元的深度Dp滿足以下公式:
[0033]Dp ^ 2nX2mX2k
[0034]其中，2n為所述的快速傅氏變換輸出每幀數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，m為所述的快速傅氏變換輸出每個(gè)信號(hào)幅度數(shù)據(jù)的寬度，2k為每個(gè)映射點(diǎn)的記錄數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
[0035]再進(jìn)一步地，所述的存儲(chǔ)子單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為信號(hào)頻率、信號(hào)幅度、信號(hào)出現(xiàn)概率、時(shí)間的四維數(shù)組，其中信號(hào)頻率由η映射，信號(hào)幅度由m映射，信號(hào)出現(xiàn)概率由k映射，時(shí)間由所述的計(jì)數(shù)器的輸出值映射。
[0036]更進(jìn)一步地，所述的時(shí)序管理器、快速傅氏變換單元、求模子單元和映射子單元基于一 FPGA設(shè)立。
[0037]較佳地，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還包括:
[0038]第一信號(hào)速率變換單元，用以根據(jù)系統(tǒng)資源改變I路信號(hào)的數(shù)字信號(hào)速率和分析帶寬，所述的第一信號(hào)速率變換單元連接于所述的IQ調(diào)制單元和所述的快速傅氏變換單元之間；
[0039]第二信號(hào)速率變換單元，用以根據(jù)系統(tǒng)資源改變Q路信號(hào)的數(shù)字信號(hào)速率和分析帶寬，所述的第二信號(hào)速率變換單元連接于所述的IQ調(diào)制單元和所述的快速傅氏變換單元之間。
[0040]更佳地，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還還包括:
[0041]第一低通濾波器，連接于所述的第一信號(hào)速率變換單元和快速傅氏變換單元之間，所述的第一低通濾波器用以濾除I路信號(hào)降速抽取產(chǎn)生的混疊產(chǎn)物；
[0042]第二低通濾波器，連接于所述的第二信號(hào)速率變換單元和快速傅氏變換單元之間，所述的第二低通濾波器用以濾除Q路信號(hào)降速抽取產(chǎn)生的混疊產(chǎn)物。
[0043]采用了該發(fā)明中的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0044](I)可同時(shí)分析并記錄信號(hào)的頻率、幅度以及發(fā)生概率和時(shí)間的信息，對(duì)全面分析猝發(fā)信號(hào)提供了一種方法。從頻域角度分析了信號(hào)出現(xiàn)的概率和具體時(shí)間，能對(duì)信號(hào)進(jìn)行4維分析，在實(shí)際信號(hào)分析中有廣泛的應(yīng)用。
[0045](2)整個(gè)分析過程和信號(hào)處理在FPGA中實(shí)現(xiàn)，具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性。
[0046](3)信號(hào)處理速度較軟件分析有很大的提高，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)分析的實(shí)時(shí)性難題。
[0047](4)信號(hào)分析帶寬取決于AD采樣速率和FPGA的處理速度(工作時(shí)鐘)，以當(dāng)前技術(shù)可實(shí)現(xiàn)百兆帶寬以上的信號(hào)實(shí)時(shí)分析。
[0048](5)整個(gè)設(shè)計(jì)的體積、功耗、可靠性和穩(wěn)定性都獲得了提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的掃描式超外差式頻譜分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖2為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖3為本發(fā)明的數(shù)字中頻信號(hào)分析部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖4為本發(fā)明的映射子單元中映射關(guān)系示意圖。
[0053]圖5為本發(fā)明的FPGA進(jìn)行數(shù)字中頻信號(hào)分析的流水分析示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。[0055]本發(fā)明提供了一種新的測(cè)量方法，解決了上述問題，可以對(duì)這些時(shí)變信號(hào)進(jìn)行記錄并分析。
[0056]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，由2個(gè)部分組成，分別是超外差接收機(jī)以及數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊。
[0057]超外差接收機(jī)將射頻輸入信號(hào)變換為固定頻率的中頻信號(hào)，這種變換結(jié)構(gòu)可以是2次變頻也可以是3次變頻，主要由射頻輸入衰減器、前置預(yù)濾波器、混頻器、本振、抗混疊濾波器(Ant1-alias filter)組成。
[0058]數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字下變頻器將信號(hào)分解為IQ兩路正交信號(hào)；同時(shí)經(jīng)過可編程信號(hào)速率變換，其作用是可以通過改變數(shù)字信號(hào)速率，改變分析帶寬，從而最大程度利用系統(tǒng)資源。如圖3所示，其后，信號(hào)經(jīng)FFT (快速傅氏變換單元)變換成頻域信息，F(xiàn)FT的輸出進(jìn)行映射和記錄，并存入RAM (隨機(jī)存儲(chǔ)器)中。其中，F(xiàn)FT后的映射轉(zhuǎn)換關(guān)系是本發(fā)明的核心。通過這種映射，它能將從起始時(shí)刻的每次分析結(jié)果累加并記錄下來，從而獲得了信號(hào)隨時(shí)間變化的概率分布，并將小概率事件出現(xiàn)的時(shí)刻記錄下來。映射方法的具體方法如下:
[0059]本分析方法同樣是基于FFT變換，即頻域測(cè)量結(jié)果，F(xiàn)FT變換以幀轉(zhuǎn)換為一個(gè)轉(zhuǎn)換周期，數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度為2η，η根據(jù)系統(tǒng)采樣率(fs)、分析帶寬(ABW)、間隔時(shí)間(IntervalTime)以及存儲(chǔ)深度(Memory Depth)綜合考慮。
[0060]從本發(fā)明的目的來說，需要對(duì)信號(hào)無丟失的全景記錄和分析，即在整個(gè)分析時(shí)間段內(nèi)，沒有任何一個(gè)采樣點(diǎn)被丟失。信號(hào)FFT映射記錄亦是以幀為周期。
[0061]時(shí)序管理器將輸入的IQ正交信號(hào)按數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度分為奇偶幀分別存入響應(yīng)的緩存中。同時(shí)，計(jì)數(shù)器記錄當(dāng)前幀的幀數(shù)，它實(shí)際記錄了事件發(fā)生精確時(shí)間。
[0062]采用流水線結(jié)構(gòu)的FFT實(shí)時(shí)變換，按時(shí)間順序分別對(duì)奇偶數(shù)據(jù)幀進(jìn)行FFT變換。比如，在進(jìn)行奇數(shù)幀RAMl的FFT變換時(shí)，偶數(shù)幀數(shù)據(jù)將被存入RAM2中。在FFT之前，窗口泄露的影響，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理，加窗的類型可根據(jù)實(shí)際需要選取。
[0063]FFT的輸出為每個(gè)頻點(diǎn)的實(shí)部(Real)和虛部(Imag)，求模子單元(Mod)計(jì)算每個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)幅度，作為信號(hào)記錄的信息。
[0064]映射子單元(Map)是本發(fā)明的核心，它對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射，記錄每個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。在說明具體映射方法前，對(duì)參數(shù)做以下說明，η決定每幀F(xiàn)FT數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，以n=7為例，每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為128 ;m是每個(gè)FFT幅度輸出數(shù)據(jù)的寬度，比如12位數(shù)據(jù)輸出；k是每個(gè)映射點(diǎn)的記錄數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，如k=10，代表數(shù)據(jù)最大可記錄個(gè)數(shù)為210=1024，數(shù)據(jù)越大，代表可記錄的時(shí)間越長(zhǎng)，超過時(shí)間可能會(huì)發(fā)生溢出。映射所需的RAM深度至少為:
[0065]Dp = 2nX2mX2k
[0066]實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)RAM深度，優(yōu)化n，m, k的參數(shù)。如此，形成了一個(gè)4維的數(shù)據(jù)RAM，η映射頻率，m映射信號(hào)幅度，k映射信號(hào)出現(xiàn)概率，計(jì)數(shù)器C映射時(shí)間。
[0067]具體映射關(guān)系如圖4所示。
[0068]為了保證數(shù)據(jù)記錄的完整，系統(tǒng)采用流水結(jié)構(gòu)。并且由于整個(gè)處理過程的實(shí)時(shí)性，所有信號(hào)處理過程需要在硬件中完成，尤其是對(duì)速度要求高的FFT變換和映射部分，大規(guī)模FPGA(Field Programmable Gata Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的較佳選擇，其流水處理流程如圖5所示。[0069]采用了該發(fā)明中的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0070](I)可同時(shí)分析并記錄信號(hào)的頻率、幅度以及發(fā)生概率和時(shí)間的信息，對(duì)全面分析猝發(fā)信號(hào)提供了一種方法。從頻域角度分析了信號(hào)出現(xiàn)的概率和具體時(shí)間，能對(duì)信號(hào)進(jìn)行4維分析，在實(shí)際信號(hào)分析中有廣泛的應(yīng)用。
[0071](2)整個(gè)分析過程和信號(hào)處理在FPGA中實(shí)現(xiàn)，具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性。
[0072](3)信號(hào)處理速度較軟件分析有很大的提高，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)分析的實(shí)時(shí)性難題。
[0073](4)信號(hào)分析帶寬取決于AD采樣速率和FPGA的處理速度(工作時(shí)鐘)，以當(dāng)前技術(shù)可實(shí)現(xiàn)百兆帶寬以上的信號(hào)實(shí)時(shí)分析。
[0074](5)整個(gè)設(shè)計(jì)的體積、功耗、可靠性和穩(wěn)定性都獲得了提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本大大降低。
[0075]在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括: 超外差接收機(jī)，用以將射頻輸入信號(hào)變換為固定頻率的中頻信號(hào)； 數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊，用以對(duì)所述的固定頻率的中頻信號(hào)進(jìn)行捕獲和分析； 所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用以將所述的固定頻率的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； IQ調(diào)制單元，用以將所述的數(shù)字信號(hào)分解為正交的I路信號(hào)和Q路信號(hào)； 快速傅氏變換單元，用以對(duì)所述的I路信號(hào)和Q路信號(hào)進(jìn)行快速傅氏變換并輸出每個(gè)頻點(diǎn)的實(shí)部和虛部； 映射和記錄單元，用以計(jì)算所述的快速傅氏變換單元輸出的各頻率分量的信號(hào)幅度、對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射并記錄各個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的超外差接收機(jī)包括前置預(yù)濾波器、混頻器和本機(jī)振蕩器，所述的射頻輸入信號(hào)通過所述的前置預(yù)濾波器輸入所述的混頻器的第一輸入端，所述的本機(jī)振蕩器輸入所述的混頻器的第二輸入端，所述的混頻器的輸出與所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊的輸入端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的超外差接收機(jī)還包括抗混疊濾波器，所述的抗混疊濾波器連接于所述的混頻器的輸出端和所述的數(shù)值中頻信號(hào)捕獲和分析模塊的輸入端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的映射和記錄單元包括: 求模子單元，用以計(jì)算所述的快`速傅氏變換單元輸出的各頻率分量的信號(hào)幅度； 映射子單元，用以對(duì)所述的求模子單元輸出的信號(hào)幅度進(jìn)行概率映射； 存儲(chǔ)子單元，用以存儲(chǔ)所述的映射子單元輸出的信號(hào)幅度概率映射和每個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還包括: 時(shí)序管理器，所述的時(shí)序管理器的輸入端與所述的IQ調(diào)制單元相連接，所述的時(shí)序管理器用以將輸入的IQ正交信號(hào)按數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度分為奇偶幀并分別依次通過時(shí)序管理器的I路信號(hào)輸出端和Q路信號(hào)輸出端輸出； 第一存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)所述的時(shí)序管理器輸出的IQ正交信號(hào)中的奇數(shù)幀I路信號(hào)和Q路信號(hào)并輸出至所述的快速傅氏變換單元； 第二存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)所述的時(shí)序管理器輸出的IQ正交信號(hào)中的偶數(shù)幀I路信號(hào)和Q路信號(hào)并輸出至所述的快速傅氏變換單元； 計(jì)數(shù)器，所述的計(jì)數(shù)器的輸入端與所述的時(shí)序管理器相連接并記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的幀數(shù)，所述的計(jì)數(shù)器的輸出端與所述的存儲(chǔ)子單元的輸入端相連接； 所述的快速傅氏變換單元按照時(shí)間順序分別對(duì)所述的第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的奇數(shù)幀和第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的偶數(shù)幀進(jìn)行快速傅氏變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的存儲(chǔ)子單元的深度Dp滿足以下公式:
Dp ^ 2nX2mX2k其中，2n為所述的快速傅氏變換輸出每幀數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，m為所述的快速傅氏變換輸出每個(gè)信號(hào)幅度數(shù)據(jù)的寬度，2k為每個(gè)映射點(diǎn)的記錄數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的存儲(chǔ)子單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為信號(hào)頻率、信號(hào)幅度、信號(hào)出現(xiàn)概率、時(shí)間的四維數(shù)組，其中信號(hào)頻率由η映射,信號(hào)幅度由m映射，信號(hào)出現(xiàn)概率由k映射，時(shí)間由所述的計(jì)數(shù)器的輸出值映射。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的時(shí)序管理器、快速傅氏變換單元、求模子單元和映射子單元基于一 FPGA設(shè)立。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還包括: 第一信號(hào)速率變換單 元，用以根據(jù)系統(tǒng)資源改變I路信號(hào)的數(shù)字信號(hào)速率和分析帶寬，所述的第一信號(hào)速率變換單元連接于所述的IQ調(diào)制單元和所述的快速傅氏變換單元之間； 第二信號(hào)速率變換單元，用以根據(jù)系統(tǒng)資源改變Q路信號(hào)的數(shù)字信號(hào)速率和分析帶寬，所述的第二信號(hào)速率變換單元連接于所述的IQ調(diào)制單元和所述的快速傅氏變換單元之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)信號(hào)捕獲和頻譜分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字中頻信號(hào)捕獲和分析模塊還還包括: 第一低通濾波器，連接于所述的第一信號(hào)速率變換單元和快速傅氏變換單元之間，所述的第一低通濾波器用以濾除I路信號(hào)降速抽取產(chǎn)生的混疊產(chǎn)物； 第二低通濾波器，連接于所述的第二信號(hào)速率變換單元和快速傅氏變換單元之間，所述的第二低通濾波器用以濾除Q路信號(hào)降速抽取產(chǎn)生的混疊產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK103763051SQ201410048275
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】陳爽, 陳向民, 白皓 申請(qǐng)人:上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司