本发明专利技术公开了一种超宽带高速频谱监测装置，包括天线阵、接收机和信号处理模块，其中，所述天线阵具有多个阵元；所述接收机包括与阵元连接的射频通道，所述射频通道的数量与阵元数量对应相等，所述射频通道接收的频率段不同且频率段连接成一段完整的频率段；所述信号处理模块包括用于接收接收机输出信号的模数变换器和用于接收模数变换器输出信号的FPGA，所述FPGA对数据进行分析得出该频率段的瞬时频谱信息；其通过增大逻辑量来替换对速度的要求，同时也解决了系统稳定性和产热的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超宽带高速频谱监测装置及其方法。
技术介绍
如果直接对200MHZ带宽的信号采样，根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须大于400Mhz。首先大于400MHZ采样率的ADC很少，增加采购风险以及大大提高的项目成本；其次，400Mhz的采样率进入到FPGA中，会造成FPGA局部逻辑翻转很快，产生大量的热，可能导致系统不稳定。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供超宽带高速频谱监测装置，其通过增大逻辑量来替换对速度的要求，同时也解决了系统稳定性和产热的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：超宽带高速频谱监测装置，包括天线阵、接收机和信号处理模块，其中，所述天线阵具有多个阵元；所述接收机包括与阵元连接的射频通道，所述射频通道的数量与阵元数量对应相等，所述射频通道接收的频率段不同且频率段连接成一段完整的频率段；所述信号处理模块包括用于接收接收机输出信号的模数变换器和用于接收模数变换器输出信号的FPGA，所述FPGA对数据进行分析得出该频率段的瞬时频谱信息。本方案通过多阵元天线阵对需要监测的带内信号进行同时接收，接收机的多通道接收频率段不同，且各频率段连接成需要监测的频率带，这样便可同时接收到多个常规带宽信号，信号处理模块就可通过较低的采样率把多个常规带宽中频信号组合为一个完整的频率信号。信号处理板只需要花销较少时间就可以完成对完整的频率信号的多点的捕获，这样设计就大大降低的射频模块以及中频模块的设计和工程实现难度。采用本方案设备，其可快速跳变频率的捕获，加宽了系统分析的最大实时带宽，提高了对瞬时信号的捕获概率，加快了监测频率全频段的扫描时间。本方案通过增大逻辑量来替换对速度的要求，同时也解决了系统稳定性和产热的问题。作为优选，所述天线阵包括5个阵元。作为优选，所述射频通道接收的频率段的带宽相等。一种超宽带高速频谱监测方法，包括信号接收步骤和信号处理步骤，所述信号接收步骤中天线阵采用多个阵元分别与接收机的射频通道相连，接收机的各射频通道接收不同频率段的信号，且各射频通道接收的频率段可连接成一段完整的频率段。本专利技术与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：本专利技术通过同时接收到多个常规带宽信号，信号处理模块就可通过较低的采样率把多个常规带宽中频信号组合为一个完整的频率信号，其达到了速度与面积的互换，通过增大逻辑量来替换对速度的要求，同时也解决了稳定性和产热的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示的超宽带高速频谱监测装置，包括天线阵、接收机和信号处理模块，其中，所述天线阵具有多个阵元；所述接收机包括与阵元连接的射频通道，所述射频通道的数量与阵元数量对应相等，所述射频通道接收的频率段不同且频率段连接成一段完整的频率段；所述信号处理模块包括用于接收接收机输出信号的模数变换器和用于接收模数变换器输出信号的FPGA。实施例2具体的，本实施例以5阵元天线阵为例进行详细阐述。如果需要接受信号范围为200MHZ至400MHZ的频率，则把接受机的第一射频通道RF1的接收频率设置为200mhz至240mhz，第二射频通道RF2的接收频率设置为240mhz至280mhz，第三射频通道RF3的接收频率设置为280mhz至320mhz，第四射频通道RF4的接收频率设置为320mhz至360mhz，第五射频通道RF5的接收频率设置为360Mhz至400mhz，就可以得到5个40Mhz带宽的IF，即中频。通过高速ADC把这5个IF采集到FPGA的FIFO中后，对数据进行FFT分析，这样就得到这200Mhz带宽信号的瞬时频谱信息，把满足PC端设置幅度门限的频率值和幅度值通过高速通道传输到PC端上显示。如果采用本设计中的5个40Mhz的带宽拼接为一个200MHZ的带宽，就达到了速度与面积的互换，通过增大逻辑量来替换对速度的要求，同时也解决了稳定性的问题，而且现在市面上的FPGA都是超大规模的器件，不存在逻辑量不够用的情况，所以使用5个40Mhz的带宽来实现1个200Mhz的带宽比直接对200Mhz带宽进行处理易于工程实现。本方案的射频通道数越多，该方案的优势越明显，如果是8通道，则可以直接对320Mhz带宽信号进行瞬时监测。且如果100Mhz的采样率对单通道来说，按奈奎斯特采样定理，处理的信号带宽最大只能到50Mhz，通过本方案可以上无限扩宽频谱分析的实时带宽。实施例3一种超宽带高速频谱监测方法，包括信号接收步骤和信号处理步骤，所述信号接收步骤中天线阵采用多个阵元分别与接收机的射频通道相连，接收机的各射频通道接收的频率段不同，且各射频通道接收的频率段可连接成一段完整的频率段。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
超宽带高速频谱监测装置，其特征在于：包括天线阵、接收机和信号处理模块，其中，所述天线阵具有多个阵元；所述接收机包括与阵元连接的射频通道，所述射频通道的数量与阵元数量对应相等，所述射频通道接收的频率段不同且频率段连接成一段完整的频率段；所述信号处理模块包括用于接收接收机输出信号的模数变换器和用于接收模数变换器输出信号的FPGA。
【技术特征摘要】
1.超宽带高速频谱监测装置，其特征在于：包括天线阵、接收机和信号处理模块，其中，所述天线阵具有多个阵元；所述接收机包括与阵元连接的射频通道，所述射频通道的数量与阵元数量对应相等，所述射频通道接收的频率段不同且频率段连接成一段完整的频率段；所述信号处理模块包括用于接收接收机输出信号的模数变换器和用于接收模数变换器输出信号的FPGA。2.根据权利要求1所述的超宽带高速频谱...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文林，丁健，
申请(专利权)人：成都宝通天宇电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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