一种低复杂度的频谱监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种低复杂度的频谱监测装置及方法，包括分段一级混频模块和信号处理控制模块，其中：所述分段一级混频模块，包括分段增益可调放大滤波单元和混频器，所述分段增益可调放大滤波单元对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，所述混频器将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号；所述信号处理控制模块连接所述分段一级混频模块，用于对所述分段一级混频模块进行全局控制，并将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。本发明专利技术实施例有效地抑制杂散波的干扰，同时提高了接收射频信号的灵敏度，提高了频谱监测的准确性。

A Low Complexity Spectrum Monitoring Device and Method

【技术实现步骤摘要】
一种低复杂度的频谱监测装置及方法
本专利技术实施例涉及频谱监测
，尤其涉及一种低复杂度的频谱监测装置及方法。
技术介绍
随着通信技术迅猛发展，越来越多的场景需要对无线信号进行频谱监测。在现有技术中，采用零中频技术或超外差技术进行频谱监测。基于超外差技术的频谱监测，可以有效的抑制镜像干扰，同时抗临道干扰和交调干扰能力强，但是过多的变频级数，导致噪声系数和杂散性能恶化。基于零中频式的频谱监测，由于射频前端宽开的特性，导致接收信号抗干扰性能较差。因此，现在亟需一种低复杂度的频谱监测装置及方法来解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种低复杂度的频谱监测装置及方法。第一方面，本专利技术实施例提供了一种低复杂度的频谱监测装置，包括分段一级混频模块和信号处理控制模块，其中：所述分段一级混频模块，包括分段增益可调放大滤波单元和混频器，所述分段增益可调放大滤波单元对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，所述混频器将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号；所述信号处理控制模块连接所述分段一级混频模块，用于对所述分段一级混频模块进行全局控制，并将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于第一方面所述低复杂度的的频谱监测装置的频谱监测方法，包括：对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，得到分段放大滤波增益处理后的射频信号；将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号；将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。本专利技术实施例提供的一种低复杂度的频谱监测装置及方法，通过对射频信号进行分段增益可调放滤波以及混频处理，在对射频信号进行频谱监测时，有效地抑制杂散波的干扰，同时提高了接收射频信号的灵敏度，提高了频谱监测的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的频谱监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的分段增益可调放大滤波单元的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的分段一级混频模块的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的信号处理控制模块的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的频谱监测方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的频谱监测装置的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供了一种低复杂度的频谱监测装置，包括分段一级混频模块101、信号处理控制模块102，其中：所述分段一级混频模块101，包括分段增益可调放大滤波单元1011和混频器1012，在本专利技术实施例中，通过射频天线接收电磁环境下的射频信号，射频天线连接分段一级混频模块101。当分段一级混频模块101通过射频天线获取到射频信号之后，所述分段增益可调放大滤波单元1011对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，即对射频信号完成一级变频。随后，通过本机振荡器产生本振信号，所述混频器1012将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号。在本专利技术实施例中，混频处理得到的中频信号的频率为4875MHz。在获取到中频信号之后，可选地，对中频信号进行一系列的增益处理，例如，在混频器1012的输出端口还可以设置衰减匹配器、带通滤波器和放大器等，其设置方式可以为一个或多个，若为多个增益器件，每个增益器件按照输入端和输出端依次连接，通过将混频器1012的输出端口发送的中频信号进行增益处理，得到中频4875MHz、带宽40MHz的窄带信号，以供分段一级混频模块101将该窄带信号发送到信号处理控制模块102。在本专利技术实施例中，频谱监测装置还设置有电源模块，用于对分段一级混频模块101和信号处理控制模块102提供12V电压输出。所述信号处理控制模块102连接所述分段一级混频模块101，用于对所述分段一级混频模块101进行全局控制，并将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。在本专利技术实施例中，信号处理控制模块102接收到分段一级混频模块101变频得到的中频信号之后，对该中频信号进行数控衰减、采样、滤波、解调、分析和监测，从而对射频信号进行频谱监测。具体地，首先，信号处理控制模块102将中频信号解调为IQ基带信号，然后根据IQ基带信号的幅度和相位信息，在数字域内，对IQ基带信号进行快速傅里叶变换(FastFourierTransform，简称FFT)分析、数字扫描和矢量分析等工作。信号处理控制模块102通过上位机实时显示频谱监测信息以及获取参数控制指令，从而实现对射频信号进行实时频谱监测。同时，信号处理控制模块102为分段一级混频模块101提供全局增益控制以及完成信号频谱信息的无缝拼接。例如，根据当前频谱监测数据，需要对200～370MHz的频段进行频谱监测，通过手动或者自动的操作模式，信号处理控制模块102对分段增益可调放大滤波单元1011的频段进行选择，从而使得分段一级混频模块101对频段200～370MHz的信号进行混频处理，以对该频段的信号进行频谱监测。在本专利技术实施例中，信号处理控制模块102还设置有时钟管理同步单元，时钟管理同步单元用于对信号处理控制模块102中各个器件进行同步管理，分段一级混频模块101的本机振荡器将122.88MHz参考时钟发送到时钟管理同步单元，以使得模块之间的时钟同步。本专利技术实施例通过对射频信号进行分段增益可调放大滤波以及混频处理，在对射频信号进行频谱监测时，有效地抑制杂散波的干扰，同时提高了接收射频信号的灵敏度，提高了频谱监测的准确性。在上述实施例的基础上，所述装置还包括宽开天线，用于接收射频信号，所述宽开天线连接所述分段一级混频模块101。在本专利技术实施例中，宽开天线接收频带范围为30-3600MHz的无线电磁信号，即射频信号，并将接收到的射频信号发送到分段一级混频模块101。在上述实施例的基础上，图2为本专利技术实施例提供的分段增益可调放大滤波单元的结构示意图，如图2所示，所述分段增益可调放大滤波单元包括前置多选一开关201、放大器组202、滤波器组203、可调衰减组204和后置多选一开关205，其中：所述前置多选一开关201和所述后置多选一开关205，用于接收所述信号处理控制模块102的控制指令，以对所述射频信号的频段进行选择；所述放大器组202设置多个放大器，用于对分段后的射频信号进行放大处理，每个放大器的输入端口依次连接所述前置多选一开关201；所述滤波器组203设置多个滤波器，用于分段放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低复杂度的频谱监测装置，其特征在于，包括分段一级混频模块和信号处理控制模块，其中：所述分段一级混频模块，包括分段增益可调放大滤波单元和混频器，所述分段增益可调放大滤波单元对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，所述混频器将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号；所述信号处理控制模块连接所述分段一级混频模块，用于对所述分段一级混频模块进行全局控制，并将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。

【技术特征摘要】
1.一种低复杂度的频谱监测装置，其特征在于，包括分段一级混频模块和信号处理控制模块，其中：所述分段一级混频模块，包括分段增益可调放大滤波单元和混频器，所述分段增益可调放大滤波单元对接收到的射频信号进行分段放大滤波增益处理，所述混频器将分段放大滤波增益处理后的射频信号和本振信号进行混频处理，得到满足预设条件的中频信号；所述信号处理控制模块连接所述分段一级混频模块，用于对所述分段一级混频模块进行全局控制，并将所述中频信号转换成IQ基带信号，得到频谱监测数据，以对所述射频信号进行频谱监测。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分段增益可调放大滤波单元包括前置多选一开关、放大器组、滤波器组、可调衰减组和后置多选一开关，其中：所述前置多选一开关和所述后置多选一开关，用于接收所述信号处理控制模块的控制指令，以对所述射频信号的频段进行选择；所述放大器组设置多个放大器，用于对分段后的射频信号进行放大处理，每个放大器的输入端口依次连接所述前置多选一开关；所述滤波器组设置多个滤波器，用于分段放大后的射频信号进行滤波处理，每个滤波器的输入端口对应连接每个放大器的输出端口；所述可调衰减组设置多个可调衰减器，用于对分段放大滤波后的射频信号进行功率调节，得到分段放大滤波增益处理后的射频信号，以供所述混频器进行混频处理，每个可调衰减器的输入端口对应连接每个滤波器的输出端口，每个可调衰减器的输出端口依次连接所述后置多选一开关。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滤波器组的滤波器为亚倍频程滤波器。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分段一级混频模块还包括数控衰减器、低噪声放大器和频率源，其中：所述数控衰减器，用于接收所述信号处理控制模块的控制指令，根据所述控制指令对接收到的射频信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯晟，王帅，张鹏，宋哲，卜祥元，孟恩同，杨柳，李铭安，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11