频谱扫描及分析方法和系统与流程

本发明涉及无线电通信，尤其是涉及频谱扫描及分析方法和系统。

背景技术：

1、无线电信号包含了各种长度的波形，如长波，短波和中波等，现在无线电技术已成为我们生活中非常重要的组成部分，在各个领域都得到了充分的运用。

2、但是在各种无线电的接收装置中，直接携带对输入无线电信号的频谱进行扫描和分析的功能或装置很少存在，故无法直观展示接收到的无线电信号的频谱。因此，无法快速有效地判断出接收到信号的有效性和安全性，从而无法满足特定场景的使用需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供频谱扫描及分析方法和系统，在接收机中实现对接收的无线电信号进行频谱扫描，同时对扫描结果进行分析处理，最终通过显示图的形式显示在接收机上，可以对无线电信号是否存在异常做出快速判断，从而满足特定场景的使用需求。

2、第一方面，本发明实施例提供了频谱扫描及分析方法，所述方法包括：

3、接收机通过接收天线接收到无线电信号后，将所述无线电信号进行预处理，得到数字化的实信号；

4、fpga将所述实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号；

5、将所述基带复信号进行低通滤波和抽取处理，得到下采样处理后的基带复信号；

6、根据预设fft点数从所述下采样处理后的基带复信号中采集多个iq基带数据，并存储在ddr内存中；

7、从所述ddr内存中读取所述预设fft点数的iq基带数据，并对读取的iq基带数据进行fft运算，得到频域数据；

8、对所述频域数据进行加窗处理，得到fft数据；

9、根据所述fft数据确定频谱数据；

10、将所述频谱数据打包成ip包发送给处理器，所述处理器根据所述ip包生成显示图；

11、所述处理器将所述显示图发送给所述接收机，所述接收机将所述显示图进行显示。

12、进一步的，fpga将所述实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号，包括：

13、所述fpga通过直接数字式频率合成器生成本振信号；

14、将所述本振信号和所述实信号进行计算，得到所述零中频的基带复信号。

15、进一步的，将所述本振信号和所述实信号进行计算，得到所述零中频的基带复信号，包括：

16、根据下式计算所述零中频的基带复信号：

17、

18、其中，y(n)为所述零中频的基带复信号，s(n)为所述实信号，fc为中频信号的中心频率，ts为采样间隔，为所述本振信号，n为采样点的个数。

19、进一步的，根据所述fft数据确定频谱数据，包括：

20、根据频谱扫描的信号带宽从所述fft数据中选取有效数据点；

21、确定所述有效数据点的信号幅度值和相位值；

22、根据所述信号幅度值和所述相位值确定所述频谱数据。

23、进一步的，将所述无线电信号进行预处理，得到数字化的实信号，包括：

24、将所述无线电信号通过模拟链路放大器和衰减器，得到信号电平；

25、将所述信号电平通过高速adc芯片进行模数转换后，得到所述数字化的实信号。

26、进一步的，所述处理器根据所述ip包生成显示图，包括：

27、所述处理器将所述ip包中的信号幅度值进行对数处理，得到对数形式的幅度值；

28、将所述对数形式的幅度值进行定标处理，得到定标后的幅度谱；

29、根据所述定标后的幅度谱和相位谱绘制所述显示图；

30、其中，所述显示图包括频谱图和瀑布图。

31、第二方面，本发明实施例提供了频谱扫描及分析系统，所述系统包括：

32、预处理模块，用于接收机通过接收天线接收到无线电信号后，将所述无线电信号进行预处理，得到数字化的实信号；

33、数字下变频处理模块，用于fpga将所述实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号；

34、低通滤波和抽取处理模块，用于将所述基带复信号进行低通滤波和抽取处理，得到下采样处理后的基带复信号；

35、采集模块，用于根据预设fft点数从所述下采样处理后的基带复信号中采集多个iq基带数据，并存储在ddr内存中；

36、读取模块，用于从所述ddr内存中读取所述预设fft点数的iq基带数据，并对读取的iq基带数据进行fft运算，得到频域数据；

37、加窗处理模块，用于对所述频域数据进行加窗处理，得到fft数据；

38、确定模块，用于根据所述fft数据确定频谱数据；

39、打包模块，用于将所述频谱数据打包成ip包发送给处理器，所述处理器根据所述ip包生成显示图；

40、发送模块，用于所述处理器将所述显示图发送给所述接收机，所述接收机将所述显示图进行显示。

41、进一步的，所述数字下变频处理模块具体用于：

42、所述fpga通过直接数字式频率合成器生成本振信号；

43、将所述本振信号和所述实信号进行计算，得到所述零中频的基带复信号。

44、本发明实施例提供了频谱扫描及分析方法和系统，包括：接收机通过接收天线接收到无线电信号后，将无线电信号进行预处理，得到数字化的实信号；fpga将实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号；将基带复信号进行低通滤波和抽取处理，得到下采样处理后的基带复信号；根据预设fft点数从下采样处理后的基带复信号中采集多个iq基带数据，并存储在ddr内存中；从ddr内存中读取预设fft点数的iq基带数据，并对读取的iq基带数据进行fft运算，得到频域数据；对频域数据进行加窗处理，得到fft数据；根据fft数据确定频谱数据；将频谱数据打包成ip包发送给处理器，处理器根据ip包生成显示图；处理器将显示图发送给接收机，接收机将显示图进行显示；在接收机中实现对接收的无线电信号进行频谱扫描，同时对扫描结果进行分析处理，最终通过显示图的形式显示在接收机上，可以对无线电信号是否存在异常做出快速判断，从而满足特定场景的使用需求。

45、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

46、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种频谱扫描及分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的频谱扫描及分析方法，其特征在于，fpga将所述实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号，包括：

3.根据权利要求2所述的频谱扫描及分析方法，其特征在于，将所述本振信号和所述实信号进行计算，得到所述零中频的基带复信号，包括：

4.根据权利要求1所述的频谱扫描及分析方法，其特征在于，根据所述fft数据确定频谱数据，包括：

5.根据权利要求1所述的频谱扫描及分析方法，其特征在于，将所述无线电信号进行预处理，得到数字化的实信号，包括：

6.根据权利要求1所述的频谱扫描及分析方法，其特征在于，所述处理器根据所述ip包生成显示图，包括：

7.一种频谱扫描及分析系统，其特征在于，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的频谱扫描及分析系统，其特征在于，所述数字下变频处理模块具体用于：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1至6任一项所述的方法。

技术总结本发明提供了频谱扫描及分析方法和系统，包括：接收机接收到无线电信号后，进行预处理，得到数字化的实信号；FPGA将实信号进行数字下变频处理，得到零中频的基带复信号；将基带复信号进行低通滤波和抽取处理，得到下采样处理后的基带复信号；根据预设FFT点数从下采样处理后的基带复信号中采集多个IQ基带数据，并存储在DDR内存中；从DDR内存中读取预设FFT点数的IQ基带数据，并对读取的IQ基带数据进行FFT运算，得到频域数据；对频域数据进行加窗处理，得到FFT数据；根据FFT数据确定频谱数据；将频谱数据打包成IP包发送给处理器，处理器根据IP包生成显示图后显示；对无线电信号是否存在异常做出快速判断。技术研发人员：刘招林,郝旭东,郭佳颖受保护的技术使用者：北京数码视讯软件技术发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17