[发明专利]高速跳频信号的跳速和频率转换时间的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用软件测量高速跳频信号的跳速和频率转换时间的方法，更具体的说，是一种利用跳频信号的希尔伯特变换与其延迟信号的希尔伯特变换后的共轭进行复数相乘，以提取出输入信号中的跳频信息，从而测量出跳频信号的跳速和频率转换时间的方法，属于通信领域。

背景技术

在很多高速跳频系统的应用中，需要准确地得到跳频信号的跳速和频率转换时间的信息。由于跳频系统一般在射频段完成跳频，当跳频速度很高时，要得到跳频信号的跳速和频率转换时间的信息，对示波器的工作频率和采样率要求很高。在传统的测量方法中，通常要采用价格高昂的高端示波器，该方法对仪器的要求过高，导致成本太高。

本发明可以利用软件编程的方法提取出工作在射频段的高速跳频信号的跳速和频率转换时间的信息，并且可以通过上位机显示该信息。它将高速跳频模块发送的跳频信号下变频后采集至上位机，在软件中通过将该信号延迟一个固定时间，利用输入信号的希尔伯特变换与其延迟信号的希尔伯特变换的共轭的时域相乘，得到一个只与跳频频率和延迟时间有关的低频信息，通过观察该信息的变化，提取出跳频信号的跳速和频率转换时间的信息。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提出一种低成本、利用软件实现测量工作在射频段高速跳频信号的跳速和频率转换时间的信息的方法。

本发明的技术方案是：首先将高速跳频模块发送的高速跳频信号采集至上位机，将射频段的高速跳频信号，经过模拟下变频模块下变频至中频(基频)，通过A/D采样将信号送入接口板，由接口板将采集到的数字信号送至上位机。然后在上位机中采用软件处理，将输入信号经过延迟单元延迟一个固定时间长度(可调整)，把输入信号和输入信号的延迟信号送入希尔伯特变换单元，得到它们的复信号，将输入信号的复信号与其延迟信号的复共轭信号进行复数相乘，以提取输入信号中的跳频信息。将乘法器输出的复信号经过信号解析，提取出该信号中包含输入信号的跳速和频率转换时间的实数部分(虚数部分)送入显示单元。

测量装置由数据采集模块和软件处理模块构成。数据采集模块包括模拟下变频单元、A/D采样单元和接口单元。模拟下变频单元所要完成的功能是将接收到的射频段的高速跳频信号下变频至中频段(基频段)。A/D采样单元所要完成的功能是将中频段(基频段)的模拟信号转换为数字信号。接口单元所要完成的功能是将A/D采样单元的输出信号转换为上位机可以识别的信号格式，将跳频信号送入上位机的软件处理模块。

软件处理模块包括延迟单元、希尔伯特变换单元、取共轭单元、复数乘法器单元、信号解析单元和显示单元。延迟单元所要完成的功能是将送入软件处理模块的跳频信号延迟一个固定时间长度(可调整)。希尔伯特变换单元所要完成的功能是将输入的实信号转换为复信号。取共轭单元所要完成的功能是把延迟信号的复信号转换为其复共轭信号。复数乘法器单元所要完成的功能是将输入信号的复信号与其延迟信号的复共轭信号相乘，以提取输入信号中的跳频信息。信号解析单元所要完成的功能是提取出乘法器输出复信号中的实部(虚部)信息，该信息的幅度只与跳频频率和延迟时间相关。

本发明的优点在于：

(1)该装置成本低。将信号采集到上位机后，只需利用软件处理，输出的信息可以直接在上位机中显示。

(2)该装置的信号输出性能高。通过软件显示单元可以清楚的显示输入跳频信号的频率稳定时间和频率转换时间，并计算出跳速；

(3)本发明所述装置以较低的成本、灵活的方法，实现了对高速跳频信号的跳速和频率转换时间的测量。本发明最大的特点就是利用软件处理的方法，实现了在上位机中观测通常需要采用高性能示波器才能观测到的高速跳频信号的跳速和频率转换时间的功能。

附图说明

图1是测量原理框图，包括数据采集模块和软件处理模块两部分；

图2是模拟输入的高速跳频信号；

图3是跳频信号的希尔伯特变换后的信号，其中实线表示实部信号，虚线表示虚部信号；

图4是显示单元的测量信号。

具体实施方式

下面将结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的高速跳频信号的跳速和频率转换时间的测量方法，如图1所示，本发明由数据采集模块和软件处理模块构成，其中数据采集模块由模拟下变频单元、A/D采样单元和接口单元构成，软件处理模块由延迟单元、希尔伯特变换单元、取共轭单元、复数乘法器单元、信号解析单元和显示单元构成。

数据采集模块要完成的功能包括：