[发明专利]一种SDR应用中信号幅度计量定标方法

说明书

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，涉及一种SDR应用中信号幅度计量定标方法。

背景技术

随着计算技术的发展，软件无线电技术(Software-DefinedRadio，简称SDR)应用日益广泛，无论大型装备中，还是一般仪器测量中，直接对较高频率信号进行数字化，然后利用SDR实现测试功能的情况日益普遍。仪器计量测试中，许多仪器提供了实时采样数据输出，可以利用专业无线电信号分析软件(如Agilent公司的89600矢量信号分析软件)进行分析，但是这些专业软件价格昂贵，且有时需要对采集信号进行一些格式转化才能为软件所识别，直接利用存在较大困难。另一方面通常信号处理算法重点研究信号跟踪、调制解调、环路滤波等，不关注计量测试中需要测量的信号绝对幅度。

发明内容

为了克服现有的技术问题，本发明提供SDR应用中一种信号幅度计量定标方法，技术方案如下：

一种SDR应用中信号幅度计量定标方法，包括如下步骤：

(1)确定数字混频中复数字本振幅度；

(2)实采样信号与复本振直接相乘实现混频，并通过数字滤波消除高频分量，只保留复基带信号；首先设信号阻抗为1，数字本振的幅度为无量纲单位2，即复本振信号为2e^-jωt，式中：e为常数，表示自然对数的底，值约为2.7182818；j为单位虚数，值为ω为角频率，值为2πf，f为信号频率；t为时间变量；

(3)对复基带信号进行时域进行检波、检测信号瞬时功率；

(4)对复基带信号进行FFT变换，得出信号频谱分量；

(5)在频域测量复基带信号不同频谱分量振幅或功率。

优选的，所述步骤(2)中输入实采样信号与复本振信号相乘实现混频，通过数字滤波，消除高频分量，只保留低频基带信号b＝A(t)e^jθ＝A(t)cosθ+jA(t)sinθ＝I+jQ,式中：s为实采样信号；A(t)代表信号幅度变化；ω为角频率；θ(t)代表信号相位变化；j为单位虚数；I表示复信号实部分量；Q表示信号虚部分量。

优选的，所述步骤(3)中复基带信号的功率检波方法为p＝(I²+Q²)/2，式中：p为信号瞬时功率；I表示复基带信号实部分量；Q表示复基带信号虚部分量。

优选的，所述步骤(5)中不同频率分量m处信号定标幅度为Y(m)＝fft(x(n))/N，且对于复基带信号该频率成分的有效值为功率为式中：Y为信号振幅；m为信号频率分量；fft表示对信号进行快速傅里叶变换；x(n)表示混频滤波后的数字化信号序列，n为时间序号；N为信号序列的数据点数。

有益效果：

本发明涉及一种SDR应用中信号幅度计量定标方法，该方法给出了数字混频时本振幅值、时域瞬时功率检波算法、信号不同频谱分量幅值计算方法，保证在SDR处理中不同环节信号幅值表达的准确性，其结果可以直接应用于需要对信号幅度进行计量测试的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明原理流程图；

图2是实施例1原始采样信号时域波形图；

图3是实施例1采用本发明时域检波得到标定过的信号功率变化；

图4是实施例2原始采样信号时域波形图；

图5是实施例2采用本发明获得频谱分量标定过的幅值。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种SDR应用中信号幅度计量定标方法，包括如下步骤：

(1)确定数字混频中复数字本振幅度；

(2)实采样信号与复本振直接相乘实现混频，并通过数字滤波消除高频分量，只保留复基带信号；首先设信号阻抗为1，数字本振的幅度为无量纲单位2，即复本振信号为2e^-jωt，式中：e为常数，表示自然对数的底，值约为2.7182818；j为单位虚数，值为ω为角频率，值为2πf，f为信号频率；t为时间变量；