[實用新型]一種中頻頻譜監測裝置

無效

• 申請號: 200920106528.1
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN201464557U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 邵嘯;吳明明;祁立學;張銳;楊舒農;卞韓城;劉濤
• 申請（專利權）人: 邵嘯;吳明明;祁立學;張銳;楊舒農;卞韓城;劉濤
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R23/165
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術領域

本實用新型涉及數字信號處理和儀器儀表領域，特別涉及一種中頻頻譜監測裝置。

背景技術

目前，頻譜分析儀按其工作原理分為實時頻譜儀和非實時頻譜儀。實時頻譜儀主要為快速傅立葉變換(Fast?Fourier?Transform，FFT)頻譜儀，該類頻譜儀能觀測顯示該頻譜儀規定頻率范圍內所有頻率分量，而且保持了頻譜儀輸入信號與輸出信號間的相位關系，FFT頻譜儀不僅能分析周期信號及隨機信號，而且能分析瞬時信號。非實時頻譜儀主要為掃頻式頻譜儀，該類頻譜儀對輸入信號按時間順序在頻譜域內進行掃描，在某一瞬時只能觀察一個頻率，逐次觀察待監測信號的全部頻率范圍，該類頻譜儀只能分析在規定時間內頻譜幾乎不變的信號。

圖1為現有掃頻式頻譜儀的結構示意圖，下面結合圖1，對掃頻式頻譜儀的結構進行說明，具體如下：

掃頻式頻譜儀包括：射頻(Radio?Frequency，RF)輸入衰減器101、一級混頻器102、參考振蕩器103、壓控振蕩器104、鋸齒波發生器105、帶通濾波器106、二級混頻器107、中頻濾波器108、對數放大器109、檢波器110、視頻濾波器111、模擬數字轉換(Analog?to?Digital，A/D)采樣器112及顯示單元113。其中，RF輸入衰減器101將輸入信號衰減后輸出至一級混頻器102；壓控振蕩器104在參考振蕩器103及鋸齒波發生器105的控制下輸出頻率為f_LO的本振信號；壓控振蕩器104輸出的本振信號與RF輸入衰減器101輸出的信號在一級混頻器102中混頻，經帶通濾波器106及二級混頻器107得到中頻信號；中頻濾波器108對二級混頻器107輸出的中頻信號進行帶通濾波；濾波后的信號經對數放大器109放大、檢波器110檢波后變為視頻信號輸出至視頻濾波器；視頻濾波器111對接收到的視頻信號平滑濾波后輸出至A/D采樣器112；A/D采樣器將接收到的信號量化后輸出至顯示單元113；顯示單元113在鋸齒波發生器105的作用下，將A/D采樣器112量化后的信號輸出顯示。掃頻式頻譜儀測量的頻率范圍比較大，可以達到幾十GHz，但由于掃頻式頻譜儀中采用了較多的高頻模擬器件，造成這類頻譜儀的成本較高，模擬信號處理過程比較復雜。

圖2為現有FFT頻譜儀的結構示意圖，下面結合圖2，對FFT頻譜儀的結構進行說明，具體如下：

現有的FFT頻譜儀包括A/D采樣單元201、數字濾波器202及顯示處理單元203.其中，A/D采樣單元201將輸入FFT頻譜儀的待監測信號濾波、采樣及量化后輸出至數字濾波器202；數字濾波器202將A/D采樣單元201輸出的采樣信號減小信號帶寬和降低采樣頻率后輸出至顯示處理單元203；顯示處理單元203利用FFT計算接收到的信號的頻譜，并將計算得到的頻譜數據輸出顯示.FFT頻譜儀采用直接采樣方式，可應用各種數據處理優化算法，但由于對采樣后的信號進行FFT處理時，FFT所取的是有限長度，FFT運算的點數也是有限的，這就造成了FFT頻譜儀能夠測量的信號的頻率范圍較低，一般只能測量頻率低于50MHz的信號，不適應衛星通信系統中頻信號的頻譜監測要求.

由于衛星通信系統頻譜信號的特性，監測中頻信號就可以對衛星通信的頻譜進行基本監測，而衛星通信系統中頻信號的頻率范圍為70MHz±18MHz和140MHz±36MHz；掃頻式頻譜儀是一種非實時監測頻譜儀，該類頻譜儀采用了較多的高頻模擬器件，測量結果受環境影響較大，不適于監測衛星通信系統的頻譜信號；FFT頻譜儀雖然結構簡單，能夠對信號進行實時監測，但其能夠測量的信號的頻率范圍較低，不滿足衛星通信系統中頻信號的監測要求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種中頻頻譜監測裝置，能夠對中頻信號的頻譜進行實時監測。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案具體是這樣實現的：

一種中頻頻譜監測裝置，該裝置包括：控制及處理單元、模擬數字轉換A/D采樣單元及現場可編程門陣列FPGA處理單元；

所述現場可編程門陣列FPGA處理單元對模擬數字轉換A/D采樣單元輸出的采樣信號進行多級下變頻處理獲得基帶信號；

所述控制及處理單元將從所述現場可編程門陣列FPGA處理單元讀取的基帶信號快速傅立葉變換FFT處理后輸出顯示。

上述裝置中，所述A/D采樣單元包括模擬預處理單元及A/D采樣器；

所述模擬預處理單元根據FPGA處理單元發送的關于模擬預處理的控制指令對輸入的中頻信號進行帶通濾波、放大及衰減，將衰減后的信號輸出至A/D采樣器；