[发明专利]高逼真FM信号虚拟频谱显示方法

说明书

本发明涉及一种频谱显示方法技术领域的高逼真FM信号虚拟频谱显示方法，包括如下步骤：步骤1：得到FM信号主频和旁频的数量、频率以及主频与旁频的功率比；步骤2：计算得到FM信号主频和旁频的理论功率；步骤3：获得虚拟频谱仪中频滤波器中心频率；步骤4：计算FM信号主频与旁频分量通过虚拟频谱仪中频滤波器后的信号增益及理想信号功率；步骤5：将理想信号功率叠加虚拟频谱仪底噪及随机噪声；步骤6：画出虚拟频谱图；步骤7：返回步骤3，重绘出FM信号新的虚拟频谱图。本发明无需依靠昂贵信号源和频谱仪产生频谱，FM显示效果逼真，具有很高的仿真即时性，能够应用在通信原理相关的教学和实验中。

技术领域

本发明涉及虚拟频谱显示方法，具体涉及一种低成本高逼真FM虚拟频谱显示方法。

背景技术

FM在通信系统中的使用非常广泛。FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音引号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。尽管无线通讯技术不断推陈出新，FM信号仍是一种空间无线电设备常用的、复杂的电磁信号。

为使广大高等院校的通信类专业学生及通信工程从业新员工能够对该类信号的频谱特征形成直观认识和感受，需要一套FM信号频谱仿真系统用于对学生的实验和教学。

经对现有技术的检索，中国发明专利200980163106.0，发明名称为FM信号的基于自相关性的频谱感测，该专利申请披露了如下技术内容：所述方法包括：获得所选择的频带的数字采样集；使用所述数字采样集计算自相关函数，其中通过排除一组初始的相关性延迟值来计算自相关函数；计算决策统计；以及基于所述决策统计确定调频(FM) 信号是否正在所选择的频带中操作。但是该方法直观感受性较差，在高等院校的相关专业的教学和实验中的应用可能性小，无法为学生提供直观的认识和感受。

目前国内外在此方面的工程研究较少，已有的仿真系统均依赖于昂贵的信号源及真实频谱仪，同时需要编写和硬件相关的上位机控制显示软件，存在系统成本高、开发周期长的问题。因此，有必要设计一种成本低、仿真度高、能够为学生用于教学和实验、并且方法简单的低成本高逼真FM虚拟频谱显示方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种成本低、仿真度高、能够为学生用于教学和实验、并且方法简单的低成本高逼真FM虚拟频谱显示方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的，本发明涉及一种低成本高逼真 FM信号虚拟频谱显示方法，包括如下步骤：

步骤1：根据FM信号的主载波频率、调制指数和副载波频率，得到FM信号有效频率分量的个数M、频率分量的频率以及主频与旁频的功率比；

步骤2：输入FM信号的主频处功率，根据主频与旁频的比值，计算得到FM信号主频和旁频(f_c(j))处的功率P_c(j)(j＝1,2,...,M)；

步骤3：根据虚拟频谱仪设置的RBW和滤波器极点个数，获得频谱仪中频滤波器中心频率；

步骤4：根据虚拟频谱仪设置的起始截止频率及频点个数，获得频谱仪上各离散频点对应的频率，随后计算各频点频率处，FM信号主频与旁频分量通过虚拟频谱仪中频滤波器后的信号增益及理想信号功率；

步骤5：在各频点频率处，将得到频谱上各频点的理想信号功率叠加频谱仪底噪及随机噪声；

步骤6：以频率为横轴、功率为纵轴，画出FM信号经过虚拟频谱仪后显示的虚拟频谱图；

步骤7：设置新的起始截止频率和RBW，返回步骤3，迅速重绘出FM信号新的虚拟频谱图。