[发明专利]一种可变扫频宽度的数字频谱分析方法

说明书

本发明公开了一种可变扫频宽度的数字频谱分析方法，属于频谱分析技术领域。本发明包括将输入信号转换为宽带中频信号、将宽带中频信号转换为高速的数字信号、对中频数字信号进行FFT分析以及后续常规处理等步骤。本发明具有实时SPAN范围宽、响应速度快、集成化程度高、硬件简单、性能可靠的优点，既提供宽带实时频谱分析，又能够实现各种相对窄带的实时频谱分析，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及频谱分析技术领域，特别是指一种可变扫频宽度的数字频谱分析方法。

背景技术

在当前，大多数的频谱分析仪还采用以频率扫描为基础的超外差式的频谱分析模式，只在较低的扫频宽度(SPAN)时部分频谱分析仪采用以快速傅立叶变换(FFT)为基础的频谱分析模式，这样的频谱分析模式不能够分析宽频段的突发干扰、跳频瞬变信号等频谱突变信号。为适应频谱突变信号的检测与分析出现了实时频谱分析模式，该模式以不间断的FFT分析为基础，能够对一定带宽的输入信号完成无遗漏的实时频谱分析。当前的宽带卫星通信信号、雷达信号等的带宽已经达到几百兆赫兹以上，测控信号、数字电视信号的带宽在几MHz量级，同时电报、话音通信的频谱宽度却只需要几百到几千赫兹，如何对扫频宽度从几百赫兹到几百兆赫兹的信号进行数字的实时频谱分析是目前必须面对的一项挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种可变扫频宽度的数字频谱分析方法，该方法能够对大输入带宽内的中频信号进行可变扫频宽度与中心频率的实时频谱分析，能够在频域上较好地观测从单载波到几百兆赫兹带宽的各种信号。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种可变扫频宽度的数字频谱分析方法，其包括以下步骤：

(1)将输入信号转换为宽带中频信号，并通过高速模数转换将宽带中频信号转换为高速数字中频信号；

(2)通过多相滤波，从高速数字中频信号中得到一路或多路等带宽的有效子信道，这些子信道无盲区的覆盖了整个中频信号的带宽，并将每路有效子信道变频到基带；

(3)根据需要频谱分析的频段的中心频率与扫频带宽从有效子信道中得到被占用的子信道；

(4)判断扫频带宽和被占用子信道的条数，当扫频带宽大于一个有效子信道的带宽时跳至步骤(5)，当扫频带宽小于或等于有效子信道的带宽，且被占用子信道仅有一条时跳至步骤(6)，当扫频带宽小于或等于有效子信道的带宽，且被占用子信道有两路时跳至步骤(7)；

(5)对扫频带宽占用的各个子信道同时做相同的连续加窗和快速傅立叶变换；

根据频谱分析频段的中心频率和扫频带宽，对被占用子信道的快速傅立叶变换的输出数据进行截取，并将截取结果按频率排列的顺序拼接为一组输出数据；

对拼接后的输出数据做后续的频谱分析处理；

(6)将被占用子信道的信号与数控振荡器进行正交混频，使需要频谱分析的频段的中心频率搬移到零频，然后对零频的待分析信号进行重采样，重采样的采样频率介于扫频带宽的一到二倍之间；

对重采样后的信号做连续的加窗和快速傅立叶变换；

根据频谱分析的扫频带宽，对快速傅立叶变换的输出数据进行截取；

对截取后的数据做后续的频谱分析处理；

(7)将两路被占用子信道的信号分别与各自的数控振荡器进行正交混频，将两路被占用子信道内需要频谱分析的频段的中心频率搬移到零频，然后对零频的两路待分析信号分别进行重采样，重采样的采样频率介于扫频带宽的一到二倍之间；

对两路重采样后的信号分别做相同的连续加窗和快速傅立叶变换；