專(zhuān)利名稱(chēng):一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括：全向天線(xiàn)、射頻接收機(jī)、數(shù)字處理單元、人機(jī)交互模塊、遠(yuǎn)程通信模塊以及電源；采用實(shí)時(shí)捕獲分析技術(shù)，利用寬帶采樣、頻率觸發(fā)功能和高速處理特性，實(shí)時(shí)保留信號(hào)信息，在時(shí)域、頻域內(nèi)對(duì)已捕獲信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型可以有效降低用戶(hù)成本，提高可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于頻譜監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備在無(wú)線(xiàn)電管理行業(yè)起到了重要作用，通過(guò)對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可 以為系統(tǒng)頻率規(guī)劃和管理提供依據(jù)。
[0003] 由于空中信號(hào)樣式多種，如跳頻信號(hào)、脈沖信號(hào)、突發(fā)信號(hào)和常規(guī)信號(hào)等。不同的 信號(hào)占據(jù)的頻譜資源和帶寬也不盡一致。為了提高抗干擾能力，現(xiàn)代雷達(dá)和通信系統(tǒng)的跳 頻帶寬高達(dá)上百兆赫茲，并且跳變速率也達(dá)到每秒千跳以上。對(duì)這種高速跳變信號(hào)的捕獲 與分析在通訊及電子對(duì)抗中具有重要的意義。如何發(fā)現(xiàn)寬帶跳頻信號(hào)是較大的技術(shù)難點(diǎn)。 傳統(tǒng)的跳頻信號(hào)捕獲采用多通道方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能滿(mǎn)足捕獲率指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單。但 由于前端天線(xiàn)分路，降低了系統(tǒng)靈敏度和信號(hào)的信噪比;且實(shí)現(xiàn)方式成本過(guò)高，給用戶(hù)增加 了數(shù)倍的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括： 全向天線(xiàn)、射頻接收機(jī)、數(shù)字處理單元、人機(jī)交互模塊、遠(yuǎn)程通信模塊以及電源；
[0005] 所述全向天線(xiàn)，用于接收無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)。
[0006] 所述射頻接收機(jī)，用于將全向天線(xiàn)接收的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并傳 送給數(shù)字處理單元；
[0007] 所述數(shù)字處理單元，用于對(duì)頻譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0008] 所述人機(jī)交互模塊，用于提供人機(jī)交互功能；
[0009] 所述遠(yuǎn)程通信模塊，用于與控制中心站或其他站之間通信；
[0010] 所述電源，用于供電。
[0011] 優(yōu)選地，所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括時(shí)鐘管理模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)字信號(hào) 處理模塊；
[0012] 所述時(shí)鐘管理模塊，用于從射頻接收機(jī)接收參考時(shí)鐘信號(hào)，并將參考時(shí)鐘信號(hào)提 供給A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0013] 所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于使用時(shí)鐘管理模塊提供的參考時(shí)鐘信號(hào)，將所述射頻接收 機(jī)提供的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0014] 優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)一步包括數(shù)字下變頻(DDC)模塊，數(shù)字濾波模 塊，F(xiàn)FT模塊，頻率觸發(fā)檢測(cè)模塊以及跳頻信號(hào)測(cè)量模塊；
[0015] 所述DDC模塊，用于對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入的中頻信號(hào)乘以本地載波，然后通過(guò)一 個(gè)低通濾波器，得到下變頻后的正交I、Q兩路信號(hào)；
[0016] 其中，所述輸入中頻信號(hào)頻率f0和采樣速率fs滿(mǎn)足f0/fs = (2m+l)/4;將輸入數(shù)據(jù) 流每隔2個(gè)求其負(fù)數(shù)，即取2的補(bǔ)碼，形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)流，再將新數(shù)據(jù)流每隔一個(gè)置0,所得 的輸出數(shù)據(jù)流就是下變頻后的信號(hào)；
[0017] 經(jīng)過(guò)正交數(shù)字下變頻之后，得到了零中頻的基帶信號(hào)，對(duì)下變頻后的I、Q信號(hào)進(jìn)行 奇偶抽取，把為〇的樣點(diǎn)舍棄后再濾波;采用移相濾波器來(lái)校正I/Q路信號(hào)在時(shí)域上相差1/4 個(gè)采樣點(diǎn);對(duì)正交數(shù)字下變頻之后的I/Q路信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0018] 所述FFT模塊，用于對(duì)濾波后的I/Q路信號(hào)進(jìn)行FFT變換；
[0019] 所述頻率觸發(fā)檢測(cè)模塊，用于將連續(xù)FFT后的頻域信號(hào)與頻率觸發(fā)模板進(jìn)行實(shí)時(shí) 比較，判斷信號(hào)是否滿(mǎn)足觸發(fā)條件；
[0020] 所述跳頻信號(hào)測(cè)量模塊，用于當(dāng)出現(xiàn)滿(mǎn)足觸發(fā)條件的觸發(fā)信號(hào)后，對(duì)跳頻信號(hào)參 數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量;所述跳頻信號(hào)參數(shù)包括但不限于:跳頻速率、跳頻駐留時(shí)間。
[0021 ]優(yōu)選地，所述射頻接收機(jī)，通過(guò)兩次變頻將射頻信號(hào)處理為中頻信號(hào)，將天線(xiàn)捕捉 到得信號(hào)進(jìn)行濾波、下變頻、放大。其中射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)選濾波以及低噪聲放大后，與第一 本振模塊產(chǎn)生的第一本振信號(hào)相乘得到第一中頻信號(hào)，所述第一中頻信號(hào)經(jīng)由第一中頻濾 波以及第一中頻放大后，與第二本振模塊產(chǎn)生的第二本振信號(hào)相乘得到第二中頻信號(hào);所 述第二中頻信號(hào)被送往數(shù)字處理單元；
[0022] 射頻接收機(jī)還可生成采樣時(shí)鐘，供A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字處理單元使用該時(shí)鐘信號(hào) 進(jìn)行A/D米樣。
[0023] 優(yōu)選地，所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括快速調(diào)諧模塊，用于將射頻接收單元按預(yù) 定時(shí)間間隔依次調(diào)諧至不同頻段以接收不同頻段的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)。
[0024] 優(yōu)選地，快速調(diào)諧模塊用于提供預(yù)留內(nèi)本振及外參考信號(hào)，所述預(yù)留內(nèi)本振通過(guò) 第一鎖相環(huán)模塊PLL1和第二鎖相環(huán)PLL2分別接入第一混頻器和第二混頻器；
[0025] 所述快速調(diào)諧模塊通過(guò)內(nèi)外選擇器按預(yù)定時(shí)間間隔依次調(diào)節(jié)預(yù)留內(nèi)本振及外參 考信號(hào)，為第一混頻器及第二混頻器分別提供一本振信號(hào)和二本振信號(hào)以實(shí)現(xiàn)不同頻率調(diào) 諧。
[0026] 優(yōu)選地，所述跳頻信號(hào)測(cè)量模塊使用峰值搜索法來(lái)計(jì)算跳頻速率和駐留時(shí)間，在 連續(xù)的每幀中搜索峰值信號(hào)，當(dāng)搜索到有效峰值后，記錄峰值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)峰值轉(zhuǎn)移或 未捕捉到有效峰值時(shí)，再次記錄時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算出跳頻駐留時(shí)間以及跳頻速率。
[0027]優(yōu)選地，所述單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括調(diào)度模塊，用于對(duì)命令和結(jié)果進(jìn)行 方向判別；
[0028]所述調(diào)度模塊如果判斷命令是來(lái)自遠(yuǎn)程的命令，則將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程通信模 塊，如果命令是來(lái)自本地人機(jī)交互接口的命令，則將結(jié)果發(fā)送到本地人接交互接口。
[0029]優(yōu)選地，所述單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括系統(tǒng)恢復(fù)模塊，用于提供數(shù)據(jù)恢復(fù) 功能；
[0030]所述系統(tǒng)恢復(fù)模塊以?xún)煞N方式進(jìn)行恢復(fù)：
[0031 ] a)全系統(tǒng)恢復(fù)：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)恢復(fù)后，系統(tǒng)恢復(fù)到出廠(chǎng)狀態(tài)，所有的操作日志也被清 除;或者
[0032] b)部分系統(tǒng)恢復(fù)：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)恢復(fù)后，系統(tǒng)恢復(fù)到出廠(chǎng)狀態(tài)；所有的操作日志被保 留。
[0033] 優(yōu)選地，不能同時(shí)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制和本地控制，遠(yuǎn)程控制級(jí)別優(yōu)于本地控制，遠(yuǎn)程控 制可以強(qiáng)制終止本地控制，本地控制不能終止遠(yuǎn)程控制。
[0034] 上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技 術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳 細(xì)說(shuō)明如后。
【附圖說(shuō)明】

[0035] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖；
[0036] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備組成框圖；
[0037] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的射頻接收機(jī)框圖；
[0038] 圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字處理單元框圖；
[0039] 圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字濾波示意圖；
[0040] 圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的快速調(diào)諧射頻接收機(jī)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效， 以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的單通道高效頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備其具體實(shí) 施方式、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的"一實(shí)施例"或"實(shí)施例"指的 不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形 式組合。
[0042]如圖1所示，單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備是頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 中包括η個(gè)控制中心站，m個(gè)站;單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備作為一個(gè)設(shè)備單元位于站中；整個(gè)組網(wǎng) 系統(tǒng)使用TCP/IP協(xié)議，站和控制中心站利用TCP/IP協(xié)議聯(lián)網(wǎng)。單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備接收來(lái) 自控制中心站的服務(wù)請(qǐng)求，即單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備可以作為T(mén)CP/IP服務(wù)端，控制中心站執(zhí) 行可以作為T(mén)CP/IP客戶(hù)端。兩者的應(yīng)用層通信協(xié)議使用RMTP協(xié)議。為了所述頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的安全，可采用內(nèi)網(wǎng)IP，即整個(gè)頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不與外網(wǎng)連接。
[0043]如圖2所示，單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備包括全向天線(xiàn)、射頻接收機(jī)、數(shù)字處理單元、人機(jī) 交互模塊、調(diào)度模塊、遠(yuǎn)程通信模塊，系統(tǒng)恢復(fù)模塊以及電源。
[0044]所述全向天線(xiàn)，用于接收無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)。
[0045]所述射頻接收機(jī)，用于將全向天線(xiàn)接收的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并傳 送給數(shù)字處理單元。如圖3所示，根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述射頻接收機(jī)，通過(guò) 兩次變頻將射頻信號(hào)處理為中頻信號(hào)，將天線(xiàn)捕捉到得信號(hào)進(jìn)行濾波、下變頻、放大。其中 射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)選濾波以及低噪聲放大后，與第一本振模塊產(chǎn)生的第一本振信號(hào)相乘得到 第一中頻信號(hào)，所述第一中頻信號(hào)經(jīng)由第一中頻濾波以及第一中頻放大后，與第二本振模 塊產(chǎn)生的第二本振信號(hào)相乘得到第二中頻信號(hào);所述第二中頻信號(hào)被送往數(shù)字處理單元。 [0046]根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，通過(guò)設(shè)置第一本振模塊產(chǎn)生的第一本振信號(hào) 的頻率以及第二本振模塊產(chǎn)生的第二本振信號(hào)的頻率，可以將30MHz~3GHz頻段的信號(hào)轉(zhuǎn) 換為76.8MHz(帶寬小于等于500kHz時(shí)為70MHz)的中頻信號(hào)。同時(shí)，射頻接收機(jī)還可生成 102.4MHz采樣時(shí)鐘，供A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字處理單元使用該時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行A/D采樣。
[0047]所述人機(jī)交互模塊，用于提供人機(jī)交互功能。
[0048]所述遠(yuǎn)程通信模塊，用于與控制中心站或其他站之間通信。
[0049] 所述調(diào)度模塊，用于對(duì)命令和結(jié)果進(jìn)行方向判別。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí) 施方式，所述調(diào)度模塊如果判斷命令是來(lái)自遠(yuǎn)程的命令，則將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程通信模 塊，如果命令是來(lái)自本地人機(jī)交互接口的命令，則將結(jié)果發(fā)送到本地人接交互接口，例如圖 形用戶(hù)界面(GUI)。
[0050] 所述電源，用于供電。
[0051 ]所述系統(tǒng)恢復(fù)模塊，用于提供數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。
[0052]所述數(shù)字處理單元，用于對(duì)頻譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0053]根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括時(shí)鐘管理模 塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)字信號(hào)處理模塊。
[0054] 根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述時(shí)鐘管理模塊，用于從射頻接收機(jī)接收 參考時(shí)鐘信號(hào)，并將參考時(shí)鐘信號(hào)提供給A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0055] 根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于使用時(shí)鐘管理模塊提 供的參考時(shí)鐘信號(hào)，將所述射頻接收機(jī)提供的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0056] 根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊包括數(shù)字下變頻 (DDC)模塊，數(shù)字濾波模塊，F(xiàn)FT模塊，頻率觸發(fā)檢測(cè)模塊，跳頻信號(hào)測(cè)量模塊。
[0057]所述DDC模塊，用于對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入的中頻信號(hào)乘以本地載波，然后通過(guò)一 個(gè)低通濾波器，即可以得到下變頻后的正交I、Q兩路信號(hào)。這樣就可以將信號(hào)從較高的頻帶 變換到較低的頻帶，以降低后面的數(shù)字處理難度。
[0058]根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，當(dāng)輸入中頻信號(hào)頻率f0和采樣速率fs滿(mǎn)足 fO/f s = (2m+l) /4時(shí)，數(shù)字控制振蕩器(NC0)的I路輸出為1，0，-1，0這四個(gè)特殊值，Q路輸出 為0，1，0，-1這四個(gè)特殊值。當(dāng)采樣率fs = 40MHz時(shí)，選取中頻f0 = 30MHz時(shí)，先將輸入數(shù)據(jù)流 每隔2個(gè)求其負(fù)數(shù)，即取2的補(bǔ)碼，形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)流，再將新數(shù)據(jù)流每隔一個(gè)置0,所得的 輸出數(shù)據(jù)流就是下變頻后的信號(hào)。
[0059]根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，經(jīng)過(guò)正交數(shù)字下變頻之后，得到了零中頻的 基帶信號(hào)，此時(shí)基帶信號(hào)的采樣率仍然是A/D采樣率。由于混頻后的I路的偶數(shù)項(xiàng)和Q路的奇 數(shù)項(xiàng)均為〇,因此可以在濾波前對(duì)下變頻后的I、Q信號(hào)進(jìn)行奇偶抽?。杭窗褳椹柕臉狱c(diǎn)舍棄后 再濾波。抽取后相當(dāng)于采樣速率降為原來(lái)的一半。但此時(shí)的Ι/Q路信號(hào)在時(shí)域上相差1/4個(gè) 采樣點(diǎn)，這個(gè)延時(shí)差顯然是由于采用了奇偶抽取所引起的，這種時(shí)間上的"不對(duì)齊"采用兩 個(gè)移相濾波器來(lái)加以校正。
[0060] 所述DDC模塊，用于對(duì)正交數(shù)字下變頻之后的Ι/Q路信號(hào)進(jìn)行濾波。根據(jù)本實(shí)用新 型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，經(jīng)過(guò)下變頻后，采樣速率fs雖然降為原來(lái)的一半，但分成了兩路正 交的復(fù)信號(hào)，帶寬仍然為20MHz，要實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的捕獲帶寬和更高的頻率分辨率，需要采用 抽取方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。半帶濾波器(Half-Band Filter)適合實(shí)現(xiàn)N的冪次方倍的抽取，計(jì)算效率 高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。信號(hào)經(jīng)過(guò)每一級(jí)半帶濾波器抽取后，速率和帶寬均變?yōu)樵瓉?lái)的一半。當(dāng)抽取 次數(shù)增大時(shí)，分析帶寬降低，但最后進(jìn)行FFT的點(diǎn)數(shù)維持不變，從而實(shí)現(xiàn)了更高的頻率分辨 率，此外，由于半帶濾波器系數(shù)的對(duì)稱(chēng)性和近一半系數(shù)為0的特性，使得濾波運(yùn)算的乘法次 數(shù)比傳統(tǒng)FIR濾波器減少了 3/4，便于實(shí)現(xiàn)。
[0061] 所述FFT模塊，用于對(duì)濾波后的Ι/Q路信號(hào)進(jìn)行FFT變換。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具 體實(shí)施方式，需要對(duì)Ι/Q路信號(hào)進(jìn)行加窗和幀重疊處理，然后進(jìn)行FFT時(shí)頻變換并完成觸發(fā)。 對(duì)于一個(gè)M(M為2的冪)點(diǎn)的時(shí)頻變換，如果直接計(jì)算DFT(離散傅里葉變換)需要M2次復(fù)數(shù)乘 法和次復(fù)數(shù)加法。而FFT(快速傅里葉變換）可以使運(yùn)算量大大降低，它所需的復(fù)數(shù) 乘和復(fù)數(shù)加大約為(M-l)*log2M次。
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，需要進(jìn)行FFT的I/Q兩路信號(hào)數(shù)據(jù)速率最高 為20MHz，采用基-2的蝶形運(yùn)算方法。每個(gè)蝶形運(yùn)算由一次乘法運(yùn)算和兩次加減運(yùn)算組成。Μ 點(diǎn)的FFT需要用log2M級(jí)蝶形運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。每級(jí)需要Μ/2次蝶形運(yùn)算。每級(jí)的蝶形運(yùn)算采用頻 率抽取算法，且按照Streaming I/Q流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)處理。在進(jìn)行當(dāng)前 幀的Μ點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，可加載下一幀的Μ點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出前一幀的Μ點(diǎn)數(shù)據(jù)。每個(gè)基-2的蝶形運(yùn) 算單元都有自己的存儲(chǔ)單元，用來(lái)存儲(chǔ)輸入和中間處理的數(shù)據(jù)。
[0063]所述跳頻信號(hào)測(cè)量模塊，用于當(dāng)出現(xiàn)滿(mǎn)足觸發(fā)條件的觸發(fā)信號(hào)后，對(duì)跳頻信號(hào)參 數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。所述跳頻信號(hào)參數(shù)包括但不限于:跳頻速率、跳頻駐留時(shí)間。根據(jù)本實(shí)用 新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，使用峰值搜索法來(lái)計(jì)算跳頻速率和駐留時(shí)間，在連續(xù)的每幀中 搜索峰值信號(hào)，當(dāng)搜索到有效峰值后，記錄峰值出現(xiàn)的間點(diǎn)，當(dāng)峰值轉(zhuǎn)移或未捕捉到有效峰 值時(shí)，再次記錄時(shí)間點(diǎn)，就可以計(jì)算出跳頻駐留時(shí)間，同理可以計(jì)算出跳頻速率。
[0064] 通過(guò)上述方式，可以實(shí)現(xiàn)帶寬為20Μ跳頻信號(hào)捕獲。當(dāng)需要捕獲1000跳/s (175MHz 帶寬）的跳頻信號(hào)時(shí)，還需進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0065] 對(duì)于跳頻信號(hào)1000跳/s(175MHz)，即lms跳頻一次，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間900ys，需保 證捕獲概率大于90%，可采用20MHz帶寬調(diào)諧9次覆蓋。
[0066] 對(duì)于20MHz帶寬，I/Q抽取后采樣率按2.5倍計(jì)算：
[0067] fsIQ = 20MHz*2.5 = 50MHz
[0068] 分辨率25kHz，采樣fsIQ/25kHz = 2048點(diǎn)，采樣持續(xù)時(shí)間Tsmp約41ys。
[0069] 觀(guān)察某一帶寬內(nèi)的某一個(gè)跳頻信號(hào)，其持續(xù)時(shí)間Tsg = 900ys(相位任意），周期 lms〇
[0070] 捕獲模塊9次切換，一次周期是T，那么落到一個(gè)20MHz帶寬內(nèi)的采樣周期Ts = 9*T， 那么，只要Ts小于Tsg，總會(huì)捕捉到信號(hào)的。考慮采樣持續(xù)時(shí)間Tsmp，能夠至少捕捉一次完整 的Tsmp，取
[0071] Ts = Tsg-Tsmp = 818ys
[0072 ] 則T = Ts/9 = 90ys，則接收機(jī)調(diào)諧時(shí)間
[0073] TurnT ime = T-T smp = 50ys
[0074] 可見(jiàn)，基于目前已能實(shí)現(xiàn)調(diào)諧時(shí)間優(yōu)于50ys的技術(shù)，在只進(jìn)行跳頻信號(hào)的存在性 分析要求的前提下，可使用一個(gè)通道(接收機(jī)調(diào)諧優(yōu)于5〇ys)進(jìn)行跳頻捕獲，從而降低設(shè)備 成本。
[0075]根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括快速調(diào)諧模 塊，用于將射頻接收單元按預(yù)定時(shí)間間隔依次調(diào)諧至不同頻段以接收不同頻段的無(wú)線(xiàn)電射 頻信號(hào)。
[0076] 所述數(shù)字處理單元的處理邏輯時(shí)序如表1所示：
[0078] 表1數(shù)字處理單元的處理邏輯時(shí)序
[0079]其中運(yùn)算時(shí)間可以和"命令"、"調(diào)諧"、"A/D"時(shí)間并行，在時(shí)序設(shè)計(jì)上要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)， 從而可以不計(jì)入時(shí)序占用中。
[0080] 在175MHZ帶寬內(nèi)，調(diào)諧控制模塊通過(guò)并行總線(xiàn)，采用同步控制方式實(shí)現(xiàn)射頻接收 機(jī)的9次調(diào)諧。射頻接收機(jī)每次調(diào)諧加上數(shù)字采樣保持時(shí)間，小于70微秒。這樣就保證了 100%的捕獲概率。
[0081] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，如圖6所示，快速調(diào)諧射頻接收機(jī)組成如 下:在一本振外接和二本振外接之外，進(jìn)一步包括預(yù)留內(nèi)本振及外參考信號(hào)，所述預(yù)留內(nèi)本 振通過(guò)第一鎖相環(huán)模塊PLL1和第二鎖相環(huán)PLL2分別接入第一混頻器和第二混頻器;所述一 本振外接預(yù)留內(nèi)本振接入第一混頻器時(shí)通過(guò)內(nèi)外選擇器進(jìn)行選擇;所述二本振外接預(yù)留內(nèi) 本振接入第二混頻器時(shí)通過(guò)內(nèi)外選擇器進(jìn)行選擇;從而實(shí)現(xiàn)不同頻率調(diào)諧。
[0082]在本實(shí)用新型中，預(yù)留內(nèi)本振與一、二本振數(shù)值是一致的，外參考信號(hào)為50MHz。第 一中頻選擇4.3GHz，第二中頻選擇76.8MHz。在信號(hào)中心頻率2GHz，帶寬175M時(shí)，我們通過(guò)上 述描述的分段調(diào)諧進(jìn)行接收。每段帶寬為20MHz。我們以中心頻率2GHz，帶寬20M的中間一段 信號(hào)接收為例，則第一本振為6.3G，第二本振為6.3768GHz。下一段信號(hào)中心頻率為 2.02GHz，帶寬為20MHz，則第一本振為6.32G，第二本振為6.3968GHz。
[0083] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，快速調(diào)諧模塊用于提供預(yù)留內(nèi)本振及外參 考信號(hào)，所述預(yù)留內(nèi)本振通過(guò)第一鎖相環(huán)模塊PLL1和第二鎖相環(huán)PLL2分別接入第一混頻器 和第二混頻器;所述快速調(diào)諧模塊通過(guò)內(nèi)外選擇器按預(yù)定時(shí)間間隔依次調(diào)節(jié)預(yù)留內(nèi)本振及 外參考信號(hào)，為第一混頻器及第二混頻器分別提供一本振信號(hào)和二本振信號(hào)以實(shí)現(xiàn)不同頻 率調(diào)諧。
[0084] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，根據(jù)控制方式的不同，分別處理監(jiān)測(cè)結(jié)果； 如果當(dāng)前屬于本地控制模式，通過(guò)人機(jī)交互接口，例如圖形用戶(hù)界面GUI實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)結(jié) 果;如果當(dāng)前術(shù)語(yǔ)遠(yuǎn)程控制方式，則通過(guò)所述遠(yuǎn)程通信模塊，將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)往控制中心站或 其他站。
[0085] 所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括，但不限于:FFT幅度譜數(shù)據(jù)，I/Q數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)到的跳頻駐留時(shí)間， 跳頻速率。
[0086] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，不能同時(shí)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制和本地控制，遠(yuǎn)程 控制級(jí)別優(yōu)于本地控制，遠(yuǎn)程控制可以強(qiáng)制終止本地控制，本地控制不能終止遠(yuǎn)程控制。
[0087] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，同時(shí)只允許一個(gè)遠(yuǎn)程客戶(hù)端通過(guò)所述遠(yuǎn)程 通信模塊接入并發(fā)送控制指令，如果有其他遠(yuǎn)程客戶(hù)端想接入，必須等待當(dāng)前接入的遠(yuǎn)程 客戶(hù)端退出控制。
[0088] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述系統(tǒng)恢復(fù)模塊接收到系統(tǒng)恢復(fù)指令 后，點(diǎn)亮系統(tǒng)恢復(fù)指示燈，啟動(dòng)固態(tài)盤(pán)鏡像恢復(fù)程序，通過(guò)GHOST機(jī)制自動(dòng)進(jìn)入鏡像恢復(fù)，恢 復(fù)完成后計(jì)算機(jī)重啟進(jìn)入工作狀態(tài)，關(guān)閉系統(tǒng)恢復(fù)指示燈。
[0089] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，系統(tǒng)恢復(fù)模塊可進(jìn)行兩種方式的恢復(fù)：
[0090] a)全系統(tǒng)恢復(fù)：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)恢復(fù)后，系統(tǒng)恢復(fù)到出廠(chǎng)狀態(tài)。所有的操作日志也被清 除。
[0091] b)部分系統(tǒng)恢復(fù)：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)恢復(fù)后，系統(tǒng)的軟件恢復(fù)到出廠(chǎng)狀態(tài)。所有的操作日志 被保留。
[0092]默認(rèn)為以部分系統(tǒng)恢復(fù)方式進(jìn)行恢復(fù)，用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行默認(rèn)恢復(fù)模式 的調(diào)整。
[0093]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟 悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi) 容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括：全向天線(xiàn)、射頻接收機(jī)、數(shù)字處理單 元、人機(jī)交互模塊、遠(yuǎn)程通信模塊； 所述全向天線(xiàn)，用于接收無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)； 所述射頻接收機(jī)，用于將全向天線(xiàn)接收的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，并傳送給 數(shù)字處理單元； 所述數(shù)字處理單元，用于對(duì)頻譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 所述人機(jī)交互模塊，用于提供人機(jī)交互功能； 所述遠(yuǎn)程通信模塊，用于與控制中心站或其他站之間通信； 所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括時(shí)鐘管理模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)字信號(hào)處理模塊； 所述時(shí)鐘管理模塊，用于從射頻接收機(jī)接收參考時(shí)鐘信號(hào)，并將參考時(shí)鐘信號(hào)提供給 A/D轉(zhuǎn)換模塊； 所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于使用時(shí)鐘管理模塊提供的參考時(shí)鐘信號(hào)，將所述射頻接收機(jī)提 供的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)一步包括數(shù)字下變頻模塊，數(shù)字濾波模塊，F(xiàn)FT模塊，頻率觸 發(fā)檢測(cè)模塊以及跳頻信號(hào)測(cè)量模塊； 所述數(shù)字下變頻模塊，用于對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入的中頻信號(hào)乘以本地載波，然后通過(guò) 一個(gè)低通濾波器，得到下變頻后的正交I、Q兩路信號(hào)； 其中，所述輸入中頻信號(hào)頻率f〇和采樣速率fs滿(mǎn)足f0/fs = (2m+l)/4;將輸入數(shù)據(jù)流每 隔2個(gè)求其負(fù)數(shù)，即取2的補(bǔ)碼，形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)流，再將新數(shù)據(jù)流每隔一個(gè)置0，所得的輸 出數(shù)據(jù)流就是下變頻后的信號(hào)； 經(jīng)過(guò)正交數(shù)字下變頻之后，得到了零中頻的基帶信號(hào)，對(duì)下變頻后的I、Q信號(hào)進(jìn)行奇偶 抽取，把為〇的樣點(diǎn)舍棄后再濾波;采用移相濾波器來(lái)校正I/Q路信號(hào)在時(shí)域上相差1/4個(gè)采 樣點(diǎn);對(duì)正交數(shù)字下變頻之后的I/Q路信號(hào)進(jìn)行濾波； 所述FFT模塊，用于對(duì)濾波后的I/Q路信號(hào)進(jìn)行FFT變換； 所述頻率觸發(fā)檢測(cè)模塊，用于將連續(xù)FFT后的頻域信號(hào)與頻率觸發(fā)模板進(jìn)行實(shí)時(shí)比較， 判斷信號(hào)是否滿(mǎn)足觸發(fā)條件； 所述跳頻信號(hào)測(cè)量模塊，用于當(dāng)出現(xiàn)滿(mǎn)足觸發(fā)條件的觸發(fā)信號(hào)后，對(duì)跳頻信號(hào)參數(shù)進(jìn) 行實(shí)時(shí)測(cè)量;所述跳頻信號(hào)參數(shù)包括但不限于:跳頻速率、跳頻駐留時(shí)間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于： 所述射頻接收機(jī)，通過(guò)兩次變頻將射頻信號(hào)處理為中頻信號(hào)，將天線(xiàn)捕捉到得信號(hào)進(jìn) 行濾波、下變頻、放大;其中射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)選濾波以及低噪聲放大后，與第一本振模塊產(chǎn) 生的第一本振信號(hào)相乘得到第一中頻信號(hào)，所述第一中頻信號(hào)經(jīng)由第一中頻濾波以及第一 中頻放大后，與第二本振模塊產(chǎn)生的第二本振信號(hào)相乘得到第二中頻信號(hào);所述第二中頻 信號(hào)被送往數(shù)字處理單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于： 射頻接收機(jī)進(jìn)一步用于生成采樣時(shí)鐘，供A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字處理單元使用該時(shí)鐘信 號(hào)進(jìn)行A/D采樣。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于： 所述數(shù)字處理單元進(jìn)一步包括快速調(diào)諧模塊，用于將射頻接收單元按預(yù)定時(shí)間間隔依 次調(diào)諧至不同頻段以接收不同頻段的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于： 快速調(diào)諧模塊用于提供預(yù)留內(nèi)本振及外參考信號(hào)，所述預(yù)留內(nèi)本振通過(guò)第一鎖相環(huán)模 塊PLL1和第二鎖相環(huán)PLL2分別接入第一混頻器和第二混頻器。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的單通道頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于： 所述快速調(diào)諧模塊通過(guò)內(nèi)外選擇器按預(yù)定時(shí)間間隔依次調(diào)節(jié)預(yù)留內(nèi)本振及外參考信 號(hào)，為第一混頻器及第二混頻器分別提供一本振信號(hào)和二本振信號(hào)以實(shí)現(xiàn)不同頻率調(diào)諧。
【文檔編號(hào)】H04B1/7156GK205725773SQ201620159434
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】張勁松, 張銀龍, 謝艷
【申請(qǐng)人】北京盈想東方科技股份有限公司