[发明专利]一种手持式频谱仪的频谱提取方法

说明书

本发明公开了一种手持式频谱仪的频谱提取方法，其具体方法是：通过射频前端对进入到基带的宽带信号，直接进行A/D信号采样；将获得的数据缓存至SoC芯片的片内存储空间，并以乒乓缓存的方式保存；对采集到的信号数据进行数字下变频处理；进行低通滤波处理；进行加窗处理和快速傅里叶变换处理；对得到的频谱信息进行有效频谱信息的挑选；进行线性功率到db值的转换处理；对每个样点进行滤波补偿；将最终的有效频谱信息从数字信号处理器以直接存储器访问的方式高速传送至应用处理器，做人机交互显示。该方法充分发挥了矢量运算处理器的数据处理能力，解决了传统提取方法在小分辨率的情况下提取效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及频谱分析技术领域，特别涉及一种手持式频谱仪的频谱提取方法。

背景技术

频谱仪是一种用于分析信号频域信息的设备，是信息分析过程中必不可少的设备。

目前常用的频谱仪主要是超外差频谱仪，其工作原理是使用压控振荡器产生本振频率，与待测频率混频后，通过中频滤波器后得到指定频率的信号。改变本振频率，就能检测到不同的频率信号强度，形成频谱。但是通过改变本振频率的方式会在切换频率的过程中耗费许多时间导致处理速度变慢，分析时间偏长，最小分辨率受到极大限制。

另一种方法是采用宽带接收，软件分析的方式避免频率频繁切换带来的时间损耗。然而，宽带信号从射频前端进入到基带直接A/D，由于射频的物理接收带宽(最高56MHz)以及FFT算法(快速傅立叶变换算法)长度的限制，导致在某些较小分辨率的情况下，矢量运算处理器一次仅能得到非常有限的频带的频谱，进而需要进行多次运算，才能够得到所需的结果，这也大大限制了频谱分析的速度和效率，也无法充分发挥矢量运算处理器的数据处理性能。

发明内容

针对上述提到的技术问题，本发明的目的是：提出一种手持式频谱仪的频谱提取方法，其能够充分发挥射频前端的大带宽和矢量运算处理器的数据处理能力，解决现有提取方法在较小分辨率的情况下分析速度慢和提取效率低下的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种手持式频谱仪的频谱提取方法，包括如下步骤：

S1：通过射频前端对进入到基带内的宽带信号，直接进行A/D信号采样；

S2：将A/D信号采样获得的高带宽数据通过直接存储访问的方式缓存至SoC芯片的片内存储空间，并以乒乓缓存的方式保存；

S3：当采样分辨率小于10Khz时，对采集到的信号数据进行数字下变频处理，从而接收带宽内的任一段频带的数据；

S4：对数字下变频处理后的数据做低通滤波处理；

S5：对低通滤波处理后的数据进行加窗处理，再做快速傅里叶变换处理，进而得到频谱信息，加窗函数为：rwin(n)＝rcic(n)*w(n)，其中，w(n)为窗函数，选用高斯窗；

S6：对得到的频谱信息进行有效频谱信息的挑选，即选用中间的M个有效频谱信息，其中，M＝快速傅里叶变换点数*0.6；

S7：对挑选出的M个有效频谱信息进行线性功率到db值的转换处理，即P＝10*log10M2；

S8：通过预存一组补偿参数来对每个样点进行滤波补偿；

S9：将最终的有效频谱信息从数字信号处理器以直接存储器访问的方式高速传送至应用处理器，做人机交互显示。

进一步，所述数字下变频处理的具体步骤为：