[发明专利]一种超外差式微波分析仪器中的频率瞬变特征检测检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超外差式微波分析仪器中的频率瞬变特征检测检测装置及方法。

背景技术

现在微波射频设备越来越复杂，越来越多的频率随时间变化的微波信号也需要进行测试分析，从而让工程师了解信号频率在短期内的行为方式。超外差式微波信号分析仪器中为了解决这个问题，通常采用实时触发方法，实时检测信号特征，将信号特征与预设的检测条件进行对比判定，并将满足检测条件的时刻发生前后的数据信息存储下来，从而进行详细的事后分析。

一般超外差式微波分析仪器通常首先将被测信号通过滤波混频后变频到中频，中频信号经过滤波放大后进行数字化，高速ADC量化后的中频信号再经过数字下变频和抽取滤波处理，将中频信号变成零中频的数字IQ复信号，然后存储到一个大容量的数据存储器中，信号分析几乎都是基于这些IQ数据进行的分析处理。为了分析一些特殊的信号或者感兴趣的信号，微波信号分析仪通常利用触发检测机制，实时检测信号特征，对满足预设特征条件的信号数据进行选择性存储，从而分析感兴趣的信号数据。

目前的超外差式微波信号分析仪器都是通过各种触发来稳定或截获各种信号从而进行测试分析的。但是超外差式微波信号分析仪器中通过被测量信号的特征触发的手段只有视频触发或功率触发，即检测被测量信号的幅度变化。而频率瞬变信号的频率随时间变化，信号幅度不发生变化或变化很小，因此无法进行频率瞬变特征的检测触发。

为了检测异常的信号频率变化并存储记录信号数据，目前已有的技术是采用实时频谱模板触发技术，该技术的原理：由于信号频率变化时，信号的频谱也发生变化，频谱模板触发根据频谱模板定义比较每一个频谱的变化，对满足模板定义的信号频谱进行检测并触发。实现方案如图1所示，超外差式微波分析仪器通常首先将被测信号变频到中频，然后经过中频滤波放大后进行数字化，高速ADC量化后的中频信号首先需要经过数字下变频和抽取滤波处理，将中频信号变成零中频的数字IQ复信号，IQ信号分成两路，一路数据进行实时频谱计算，通过实时计算信号FFT频谱获得信号的瞬时频谱，另一路进入数据存储器，该存储器通过控制实现先进先出的数据缓存。当计算的实时频谱通过与预设的频谱模板比较后，满足触发预设触发检测条件时，将产生一次触发事件，此时将该时间段内的信号数据进行存储。当信号的频率频谱(201)没有进入预设的频谱模板区域(203)时，则不产生触发，当计算的信号频谱(301)进入预设的频谱模板区域(302)进行触发。此时将信号从频谱(201)变成频谱(301)的时间范围内的信号IQ数据存储下来，从而可以实现频率瞬变信号的检测。

目前实时频谱分析仪中的频谱模板触发技术虽然可以通过实时检测信号频谱的变化来检测频率瞬变信号，从而将被测量的频率瞬变信号捕获存储下来，从而进行测试分析，但是频谱模板触发技术检测信号的频率变化是通过计算信号的FFT频谱得到的，受到傅立叶变换理论的限制，这种技术检测的信号频率变化的时间分辨率受到FFT时间长度的限制，因此不能检测频率快速变化的信号特征，尤其是对那些频率变化时间短于FFT时间长度的信号更不适用。

发明内容

针对上述缺点，本发明用软件无线电理论，采用数字包络检波实时监测被测信号功率，采用相位差分法实时测量信号的瞬时频率，利用检测装置来判断信号频率变化规律是否满足检测条件，从而将信号频率变化时的信号数据采集并存储下来，进而进行相关的测试分析。其中检测装置通过与设置的信号功率门限和信号频率门限来检测信号频率变化是否满足预先设置的检测条件。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：