傅里叶变换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种傅里叶变换系统，包括：第一信号处理器，用于接收输入信号，并将所述输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开后输出；以及模拟信号处理单元，与所述第一信号处理器的输出端连接，以接收所述第一信号处理器输出的展开信号并对所述展开信号进行检波和滤波处理以获得第一傅里叶变换结果。上述傅里叶变换系统，通过第一信号处理器将输入信号的各频率分量展开在时域上，从而将输入信号变换为窄带信号，使得模拟信号处理单元可以对该窄带信号进行处理以完成傅里叶变换。上述傅里叶变换系统，克服了传统的数字信号处理工作带宽窄的缺点。

【技术实现步骤摘要】
傅里叶变换系统
本专利技术涉及信号处理
，特别是涉及一种傅里叶变换系统。
技术介绍
随着计算机和信息科学的飞速发展，数字信号处理(DigitalSignalProcessing，DSP)技术应运而生，形成一门独立的学科系。简单地说，数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。在工程领域，工程信号是由多种频率信号叠加成的复杂成分。时域信号的分析都含有同等的信息量，而频域分析某些关心的量会更加直观，并且便于运算和处理。傅里叶变换是把时域信号变换为频域信号最根本的工具。不管是数字信号处理还是模拟信号处理，都需要通过傅里叶变换把信号变换到频域进行处理。在自然界中存在的大多数信号都是模拟信号，而在数字信号处理过程中，处理对象是数字信号。因此，必然需要进行模拟信号到数字信号的转换。通过传统的数字处理技术(DSP)进行傅里叶变换，其工作带宽较窄，不能对超高速，超宽带信号进行傅里叶变换。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种工作带宽较宽的傅里叶变换系统。一种傅里叶变换系统，包括：第一信号处理器，用于接收输入信号，并将所述输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开后输出；以及模拟信号处理单元，与所述第一信号处理器的输出端连接，以接收所述第一信号处理器输出的展开信号并对所述展开信号进行检波和滤波处理以获得第一傅里叶变换结果。在其中一个实施例中，还包括数字信号处理单元；所述数字信号处理单元与所述第一信号处理器的输出端连接，用于接收所述第一信号处理器输出的展开信号并将所述展开信号从时域转换至频域信号以完成傅里叶变换，并输出第二傅里叶变换结果。在其中一个实施例中，还包括示波器；所述示波器分别与所述模拟信号处理单元、所述数字信号处理单元的输出端连接，以接收所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果并显示。在其中一个实施例中，还包括调制器；所述调制器的输出端与所述第一信号处理器的输入端连接；所述调制器用于利用中心频率为目标中心频率的混频信号对所述输入信号进行调制，以使得所述输入信号被变频到中心频率为目标中心频率的带通范围。在其中一个实施例中，所述目标中心频率与所述第一信号处理器的中心频率相同，均为微波频段。在其中一个实施例中，所述第一信号处理器为色散群时延器件且所述色散群时延器件的群时延与频率之间关系为线性关系。在其中一个实施例中，所述色散群时延器件为全通结构。在其中一个实施例中，所述模拟信号处理单元包括相互串联的二极管和低通滤波器；所述二极管用于对展开信号进行检波以获取展开信号的包络信息；所述低通滤波器用于对展开信号进行滤波处理。一种傅里叶变换系统，包括：第一信号处理器，用于接收输入信号，并将所述输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开后输出；以及数字信号处理单元，与所述第一信号处理器的输出端连接，用于接收所述第一信号处理器输出的展开信号并将所述展开信号从时域转换至频域信号以完成傅里叶变换，并输出傅里叶变换结果。在其中一个实施例中，所述第一信号处理器为色散群时延器件且所述色散群时延器件的群时延与频率之间关系为线性关系。上述傅里叶变换系统，通过第一信号处理器将输入信号的各频率分量展开在时域上，从而将输入信号变换为窄带信号，使得模拟信号处理单元或者数字信号处理单元可以对该窄带信号进行处理以完成傅里叶变换。上述傅里叶变换系统，克服了传统的数字信号处理工作带宽窄的缺点。附图说明图1为一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图；图2为另一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图；图3为又一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图；图4为图3中的输入信号的示意图；图5为图3中经过色散群时延器件进行处理后得到的展开信号的示意图；图6为图3中第一傅里叶变换结果和第二傅里叶变换结果的示意图；图7为再一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图。该傅里叶变换系统包括第一信号处理器110和模拟信号处理单元120。第一信号处理器110的输出端与模拟信号处理单元120的输入端连接。第一信号处理器110用于接收信号，并将输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开，形成展开信号。输入信号可以为任意波形信号，既可以为模拟信号也可以为数字信号。第一信号处理器110形成的展开信号为窄带信号，从而使得傅里叶变换系统可以对任意输入信号如超高速、超宽带信号等进行处理，而不受工作带宽的影响。第一信号处理器110具有色散群时延特性，且其群时延与频率呈线性关系，从而方便模拟信号处理单元120对各频率分量进行处理。群时延是用来描述相位变化随着频率变化的快慢程度的量。在本实施例中，第一信号处理器110为色散群时延器件，其群时延和频率呈正线性关系(即群时延响应斜率为正)。因此，输入信号中的各不同频率分量中，低频分量时延小，在输出信号中出现的较早，高频分量时延大，在输出信号中出现的晚，从而可以将各频率分量在时域上展开。色散群时延器件的群时延和频率的线性斜率越大，各频率分量对应的时延越大，从而确保各频率分量能够在时域上彻底分开，有利于提高模拟信号处理的变换精度。在其他的实施例中，第一信号处理器110也可以采用群时延响应斜率为负线性斜率的色散群时延器件或者仅在其工作频段范围内为线性关系，只要能够将输入信号中的各频率分量在时域上展开形成展开信号即可。同时，通过第一信号处理器110将输入信号在时域上展开后形成的展开信号的信号带宽变窄，从而使得后续信号处理过程较为简单。第一信号处理器110处理得到的展开信号送入到模拟信号处理单元120中进行处理。模拟信号处理单元120用于对展开信号进行检波和滤波处理以完成傅里叶变换，得到第一傅里叶变换结果。第一傅里叶变换结果是通过模拟信号处理技术得到的，处理速度较快，从而可以实现实时傅里叶变换。上述傅里叶变换系统，通过第一信号处理器110将输入信号的各频率分量展开在时域上，从而将输入信号转换为窄带信号，使得模拟信号处理单元120可以对该窄带信号进行处理以完成傅里叶变换过程。上述傅里叶变换系统，通过第一信号处理器110的作用，可以对任意的波形信号进行处理，克服了传统的数字信号处理工作带宽窄的缺点，并且利用模拟信号处理技术提高了信号处理的速度，实现实时傅里叶变换(RTFT)。图2为另一实施例中的傅里叶变换系统的结构框图。该傅里叶变换系统包括第一信号处理器210、模拟信号处理单元220和数字信号处理单元230。其中，第一信号处理器210的输出端分别与模拟信号处理单元220、数字信号处理单元230的输入端连接。在前述实施例中已经介绍的部分此处不赘述。数字信号处理单元230通过数字处理技术对展开信号进行傅里叶变换，并得到第二傅里叶变换结果。数字信号处理单元230采用传统的快速傅里叶变换方法进行处理，以将输入信号从时域变换到频域。通过数字信号处理单元230处理得到的第二傅里叶变换结果相对于模拟信号处理单元220处理得到的第一傅里叶变换结果而言较慢，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种傅里叶变换系统，其特征在于，包括：第一信号处理器，用于接收输入信号，并将所述输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开后输出；以及模拟信号处理单元，与所述第一信号处理器的输出端连接，以接收所述第一信号处理器输出的展开信号并对所述展开信号进行检波和滤波处理以获得第一傅里叶变换结果。

【技术特征摘要】
1.一种傅里叶变换系统，其特征在于，包括：第一信号处理器，用于接收输入信号，并将所述输入信号的各频率分量按频率关系在时域上展开后输出；以及模拟信号处理单元，与所述第一信号处理器的输出端连接，以接收所述第一信号处理器输出的展开信号并对所述展开信号进行检波和滤波处理以获得第一傅里叶变换结果。2.根据权利要求1所述的傅里叶变换系统，其特征在于，还包括数字信号处理单元；所述数字信号处理单元与所述第一信号处理器的输出端连接，用于接收所述第一信号处理器输出的展开信号并将所述展开信号从时域转换至频域信号以完成傅里叶变换，并输出第二傅里叶变换结果。3.根据权利要求2所述的傅里叶变换系统，其特征在于，还包括示波器；所述示波器分别与所述模拟信号处理单元、所述数字信号处理单元的输出端连接，以接收所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果并显示。4.根据权利要求1所述的傅里叶变换系统，其特征在于，还包括调制器；所述调制器的输出端与所述第一信号处理器的输入端连接；所述调制器用于利用中心频率为目标中心频率的混频信号对所述输入信号进行调制，以使得所述输入信号被变频到中心频率为目标中心频率的带通范围。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青峰，陈意钒，郭同锋，毛盾，栗程，高志涛，桂逸寒，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44