[实用新型]一种基于射频直接带通采样的实时频谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实时频谱仪，特别涉及一种基于射频直接带通采样的实时频谱仪，是软件无线电在电子测量技术中的一次新的应用。

背景技术

实时频谱仪的架构同矢量信号分析仪基本原理几乎是一样的。如图1所示，射频信号下变频到中频，然后ADC数字化宽带IF信号，下变频、滤波和检测均以数字方式进行。时域到频域转换使用FFT算法完成。其中关键的区别就在于实时频谱仪中增加了实时FFT专门的硬件设备，这个设备提供实时FFT处理和频域模板触发功能。其处理能力远远高于软件FFT处理，能够实时地处理采集到的数据。

软件无线电的基本结构，由于A/D、D/A是整个SDR的核心，我们对应三种采样方式将其结构分为：射频全宽开低通采样、宽带中频带通采样和射频直接带通采样三种软件无线电结构，见图2A、图2B、图2C。图2C射频直接带通采样软件无线电结构框图。

现在对于射频直接带通采样结构的研究已经很多，而且在很多方面已经开始了工程的应用，但是实时频谱仪还停留在宽带中频带通采样结构上，有必要也有需要在实时频谱仪上推广射频直接带通采样结构。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于射频直接带通采样的实时频谱仪，结合了上述两种技术的优点，具有结构简单，模块化强，成本较低的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于射频直接带通采样的实时频谱仪，包括有数控衰减器，数控衰减器通过电调带通滤波器与宽带放大器相连；宽带放大器通过抗混叠滤波器与ADC相连；ADC通过FPGA与DSP相连；DSP与微处理器相连；微处理器与显示器相连。

射频信号经过数控衰减器后进入电调带通滤波器滤波，后面经过宽带放大器和抗混叠滤波器后，信号接入到高速的ADC进行采样，FPGA对ADC采样数据进行分析处理和FFT变换，DSP主要负责数据传输和控制。本技术方案中省去混频器和本振，可以实现完全的SDR。

本实用新型的有益效果是：

射频前端完全数字化，大大简化了射频前端的设计，后续还可以在不更改硬件的情况下进行软件升级和功能更新， 另一方面，射频部分的压缩，减少了调试的难度，产品的报废率大大减少。

附图说明

图1为现有技术的实时频谱仪的架构原理图。

图2A为现有技术的射频全宽开低通采样原理图。

图2B为现有技术的宽带中频带通采样原理图。

图2C为现有技术的射频直接带通采样三种软件无线电结构原理图。

图3为本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的工作原理作进一步详细说明。

参见图3，一种基于射频直接带通采样的实时频谱仪，包括有数控衰减器，数控衰减器通过电调带通滤波器与宽带放大器相连；宽带放大器通过抗混叠滤波器与ADC相连；ADC通过FPGA与DSP相连；DSP与微处理器相连；微处理器与显示器相连。

本实用新型的工作原理是：

射频信号经过数控衰减器后进入电调带通滤波器滤波，电调带通滤波器主要负责频段选择，可根据实时频谱仪的要求进行调整；宽带放大器对射频信号适度放大后进入抗混叠滤波器，抗混叠滤波器主要作用滤除射频信号的远端噪声，防止在ADC采样时，远端噪声反折后影响ADC噪底的提高。FPGA主要负责对ADC采样数据进行分析处理和FFT变换以及trigger门限的触发，DSP主要负责数据传输和与FPGA数据的交互和控制。微处理器负责上位机软件的控制和与DSP数据的交互。