[发明专利]具有提高的实时带宽的频谱分析仪

权利要求书

1.接收机、测量接收机或频谱分析仪，包括：

-至少一个模拟接收机，具有至少一个随后的模数转换器，在所述模数转换器之后将所接收的频谱表示为数字的数据流，所述数据流以下简称为信号，

-至少一个用于所获得的信号的数字分析区，所述信号以特定的频率分辨率在频域或时频域中进行至少一次分析，

-至少一个连接在中间的折减单元，以用于将所述信号的采样率降低特定的折减系数，

其特征在于，

-所传入的信号首先与具有至少一个可变频率或相位的信号相乘，并且之后在至少一个缓冲存储器中周期性累加，

-其中所述频率或相位的变化保持为足够小或栅格化，使得所述变化在分析的频率分辨率范围中实质上是不能被感知的，

-其中一个周期包括多个采样值并且与至少一个之前周期的时间上对应的采样值进行累加，

-然后至少在一定数量的周期之后，根据所述折减系数读取具有所累加的测量值的所述缓冲存储器，其中与此关联地进行所述缓冲存储器的旧采样值的清除，

-由此，在所述采样率降低的情况下，所述频谱的可分析的带宽能以看似增加的分析区段的持续时间为代价而被保留，看似增加的分析区段的持续时间在时频图中可被感知为时间上的压缩。

2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，具有可变频率的所述信号借助于直接数字合成(DDS)或借助于数控振荡器产生，其中所述频率或相位分别在一个周期后变化，并且新的频率或相位随机地在一定范围内被选择，或者从频率表或者借助于计算规则被选择。

3.根据权利要求1或2所述的接收机，其特征在于，对传输到所述分析区的数据进行面向周期时间的窗口化，其中特别适合的是冯·汉恩或升余弦窗口、海明窗口、布莱克曼窗口和凯泽窗口。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的接收机，其特征在于，借助于FIFO存储器或弹性的缓冲存储器进行所述缓冲存储器的面向块的输出与所述分析区的连续采样率的适配。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的接收机，其特征在于，所述数据是复数I/Q数据，可选地通过预处理进行带限。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的接收机，其特征在于，在随后的所述分析区中借助于至少一个快速短时傅里叶变换或小波变换或小波包分解或科恩类变换或者借助于至少一个多相滤波器组进行频率分析，其中也能够频谱偏移地、优选偏移半个信道宽度地并且时间偏移地、优选偏移半个采样块持续时间地使用多个变换或滤波器组，以能够实现具有较高覆盖度的实时频率分析。

7.用于表示时频图的接收机、测量接收机或频谱分析仪，具有至少一个模拟接收机，具有至少一个随后的模数转换器和数字分析区，所述数字分析区将所述信号分解为多个用于表示的分析频率，或者根据权利要求1至6中任一项所述的接收机、测量接收机或频谱分析仪，其特征在于，窄带的分析频率的时间分辨率特别是在幅值改变的时间区段中通过以下方式被提高，即冗余地通过至少一个另外的信号路径提高宽带的测量值，所述测量值以较高的时间分辨率描述了在整个待分析的频带——全幅——或至少一个频组——以多个由所述分析区检查的各个分析频率组成——中的幅值或功率，并且所述测量值与具有较低时间分辨率但为此有较高频率分辨率的被检查的分析频率的测量值通过乘法或模糊逻辑运算或其他相关计算规则合并，其中有利地通过所述模数转换器的所述采样值的接收和可选的粗滤波与随后的平方、整流或CORDIC算法进行所述宽带测量值的提高。

8.根据权利要求7所述的接收机，其特征在于，为了将分别具有高时间分辨率和高频率分辨率的测量值合并，有利地借助于CORDIC算法附加地确定经提高的宽带测量值的中间频率并且使用以所述中间频率为中心的频率掩码，以在合并中进行具有提高的时间分辨率的宽带测量值与具有提高的频率分辨率的窄带测量值的对应分配，其中能够附加地通过确定方差或标准偏差或者对频率的进一步求导来确定所述频率掩码的宽度，对此高斯函数特别适合用于所述频率掩码。