[發明專利]一種手持式頻譜儀的頻譜提取方法

在審

• 申請號: 201711274386.5
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108051638A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 柯玉軍
• 申請（專利權）人: 小唐科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01R23/00
• 分類號: G01R23/00;G01R23/16
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

本發明公開了一種手持式頻譜儀的頻譜提取方法，其具體方法是：通過射頻前端對進入到基帶的寬帶信號，直接進行A/D信號采樣；將獲得的數據緩存至SoC芯片的片內存儲空間，并以乒乓緩存的方式保存；對采集到的信號數據進行數字下變頻處理；進行低通濾波處理；進行加窗處理和快速傅里葉變換處理；對得到的頻譜信息進行有效頻譜信息的挑選；進行線性功率到db值的轉換處理；對每個樣點進行濾波補償；將最終的有效頻譜信息從數字信號處理器以直接存儲器訪問的方式高速傳送至應用處理器，做人機交互顯示。該方法充分發揮了矢量運算處理器的數據處理能力，解決了傳統提取方法在小分辨率的情況下提取效率低下的問題。

技術領域

本發明涉及頻譜分析技術領域，特別涉及一種手持式頻譜儀的頻譜提取方法。

背景技術

頻譜儀是一種用于分析信號頻域信息的設備，是信息分析過程中必不可少的設備。

目前常用的頻譜儀主要是超外差頻譜儀，其工作原理是使用壓控振蕩器產生本振頻率，與待測頻率混頻后，通過中頻濾波器后得到指定頻率的信號。改變本振頻率，就能檢測到不同的頻率信號強度，形成頻譜。但是通過改變本振頻率的方式會在切換頻率的過程中耗費許多時間導致處理速度變慢，分析時間偏長，最小分辨率受到極大限制。

另一種方法是采用寬帶接收，軟件分析的方式避免頻率頻繁切換帶來的時間損耗。然而，寬帶信號從射頻前端進入到基帶直接A/D，由于射頻的物理接收帶寬(最高56MHz)以及FFT算法(快速傅立葉變換算法)長度的限制，導致在某些較小分辨率的情況下，矢量運算處理器一次僅能得到非常有限的頻帶的頻譜，進而需要進行多次運算，才能夠得到所需的結果，這也大大限制了頻譜分析的速度和效率，也無法充分發揮矢量運算處理器的數據處理性能。

發明內容

針對上述提到的技術問題，本發明的目的是：提出一種手持式頻譜儀的頻譜提取方法，其能夠充分發揮射頻前端的大帶寬和矢量運算處理器的數據處理能力，解決現有提取方法在較小分辨率的情況下分析速度慢和提取效率低下的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種手持式頻譜儀的頻譜提取方法，包括如下步驟：

S1：通過射頻前端對進入到基帶內的寬帶信號，直接進行A/D信號采樣；

S2：將A/D信號采樣獲得的高帶寬數據通過直接存儲訪問的方式緩存至SoC芯片的片內存儲空間，并以乒乓緩存的方式保存；

S3：當采樣分辨率小于10Khz時，對采集到的信號數據進行數字下變頻處理，從而接收帶寬內的任一段頻帶的數據；

S4：對數字下變頻處理后的數據做低通濾波處理；

S5：對低通濾波處理后的數據進行加窗處理，再做快速傅里葉變換處理，進而得到頻譜信息，加窗函數為：rwin(n)＝rcic(n)*w(n)，其中，w(n)為窗函數，選用高斯窗；

S6：對得到的頻譜信息進行有效頻譜信息的挑選，即選用中間的M個有效頻譜信息，其中，M＝快速傅里葉變換點數*0.6；

S7：對挑選出的M個有效頻譜信息進行線性功率到db值的轉換處理，即P＝10*log10M2；

S8：通過預存一組補償參數來對每個樣點進行濾波補償；

S9：將最終的有效頻譜信息從數字信號處理器以直接存儲器訪問的方式高速傳送至應用處理器，做人機交互顯示。

進一步，所述數字下變頻處理的具體步驟為：