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一种实时频谱监测设备

阅读：171发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种实时频谱监测设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种实时频谱监测设备,包括接收通道模块、频率合成模块、数字电路模块,所述频率合成模块与接收通道模块相连接,所述接收通道模块用于接收各种射频信号和本振信号混频，所述接收通道模块与数字电路模块相连接,所述接收通道模块用于将信号处理后输入数字电路模块进行信号分析。本实用新型实时测试、温度范围宽、测量精度高、相位噪声低、模块化设计，可靠性高的频谱监测设备。，下面是一种实时频谱监测设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实时频谱监测设备,包括接收通道模块、频率合成模块、数字电路模块,其特征在于所述频率合成模块与接收通道模块相连接,所述接收通道模块用于接收各种射频信号和本振信号混频，所述接收通道模块与数字电路模块相连接,所述接收通道模块用于将信号处理后输入数字电路模块。
2.根据权利要求1所述的一种实时频谱监测设备，其特征在于所述的接收通道模块对接收的射频信号进行频率预选，变频、放大,并提供中频信号；
所述的频率合成模块提供变频所需的本振信号；
所述的数字电路模块接收中频信号，通过FPGA对信号进行频率、相位噪声、功率、杂散指标的实时处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种实时频谱监测设备，其特征在于所述接收通道模块包括前端电路、低波段通道，所述前端电路用于把输入的射频信号分选进入不同通道，所述低波段通道用于把分选后的射频信号，利用超外差原理，通过变频变成中频信号输出。
4.根据权利要求3所述的一种实时频谱监测设备，其特征在于所述前端电路包括高速开关和不同波段的滤波器，所述低波段通道依次设有衰减器、低通滤波器、第一混频器、第一放大器、带通滤波器、第二混频器和第二放大器。

说明书全文

一种实时频谱监测设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及雷达、通信、频谱监测技术领域，特别是一种实时频谱监测设备。

背景技术

[0002] 随着通信技术、雷达、电子对抗及相关技术的发展，对频谱监测设备提出了更高、更全的需求。需要监测设备测量精度更高、频率分辨更准确、功率范围更广、相位噪声更好，功能更丰富。现在实时性好、低功耗、小型化、模块化、功能化的射频频谱监测专用设备暂时还未见发布。发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种实时测试、温度范围宽、测量精度高、相位噪声低、模块化设计，可靠性高的频谱监测设备。

[0004] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

[0005] 一种实时频谱监测设备,包括接收通道模块、频率合成模块、数字电路模块,所述频率合成模块与接收通道模块相连接,所述接收通道模块用于接收各种射频信号和本振信号混频，所述接收通道模块与数字电路模块相连接,所述接收通道模块用于将信号处理后输入数字电路模块进行信号分析。

[0006] 所述的接收通道模块对接收的射频信号进行频率预选，变频、放大,并提供中频信号；

[0007] 所述的频率合成模块提供变频所需的本振信号；

[0008] 所述的数字电路模块接收中频信号，通过FPGA对信号进行频率、相位噪声、功率、杂散指标的实时处理。

[0009] 所述接收通道模块包括前端电路、低波段通道，所述前端电路用于把输入的射频信号分选进入不同通道，所述低波段通道用于把分选后的射频信号，利用超外差原理，通过变频变成中频信号输出。

[0010] 所述前端电路包括高速开关和不同波段的滤波器，所述低波段通道依次设有衰减器、低通滤波器、第一混频器、第一放大器、带通滤波器、第二混频器和第二放大器。

[0011] 相比于现有技术，本实用新型的优点在于：本实用新型各个模块之间通过高速电缆、光纤电缆进行可靠、稳定的通讯连接，通过屏蔽性高、驻波好、插损小的半柔性电缆进行射频信号的传输，通过接收通道模块预选信号滤除各种杂散，通过频率合成模块产生高相噪、低杂散的本振信号，通过数字电路模块高速高性能的FPGA处理信息，从而实现了对相位噪声、功率、频率、杂散等指标测量精度好、测量准确度高的实时监测。综上，本实用新型实时测试、温度范围宽、测量精度高、相位噪声低、模块化设计，可靠性高。附图说明

[0012] 图1为新型实时频谱监测设备原理框图。

[0013] 图2为新型实时频谱监测设备接收通道框图。

[0014] 图3为新型实时频谱监测设备前端电路原理框图。

[0015] 图4为新型实时频谱监测设备低通道波段原理框图。

[0016] 图5为新型实时频谱监测设备频率合成原理框图。

[0017] 图6为新型实时频谱监测设备数字电路原理框图。

具体实施方式

[0018] 下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

[0019] 如图1所示，这是实时频谱监测设备整体工作原理的示意图。实时频谱监测设备分别由接收通道模块、频率合成模块、数字电路模块组成，通过光纤接收信号命令同时通过光纤传递监测测量结果。接收通道模块接收各种射频信号和频率合成模块产生的本振信号混频，将信号处理后输入数字电路模块进行信号分析，从而实现对信号频谱的频率、相位噪声、功率、杂散等指标的实时处理。所述的接收通道模块对接收的射频信号进行频率预选，变频、放大。提供高性能、高质量的中频信号；所述的频率合成模块提供变频所需的高相噪、低杂散指标的本振信号；所述的数字电路模块接收中频信号，通过高速、高性能的FPGA对信号进行频率、相位噪声、功率、杂散等指标的实时处理。实时频谱监测设备的具体实施方式如下：接收信号过程分为两部分，一部分是通过光纤接口接收控制命令和同步信号送入数字电路模块处理，转换命令后控制接收通道模块和频率合成模块；另一部分是通过射频接口接收被监测的射频信号，被监测的射频信号首先通过接收通道模块，在接收通道模块中经过前端电路进行频率预选，后在低通道波段中和频率合成模块产生的本振信号混频，混频后的中频信号进入数字电路模块进行信号分析、提取、判断、得出结果。

[0020] 如图2所示，接收通道模块主要包括前端电路、低波段通道。前端电路负责把输入的射频信号分选进入不同通道，低波段通道负责把分选后的射频信号，利用超外差原理，通过变频变成中频信号输出。

[0021] 如图3所示，前端电路主要由高速开关、各种不同波段的滤波器组成。前端电路决定了输入信号的驻波比、输入频率预选，主要影响频率响应时间，和噪声系数等指标。因此设计出低插损、低驻波、响应时间快，通道滤波好的电路。同时考虑反向信号隔离，添加滤波器将模块自身产生的信号滤除，防止信号反串回被测设备，影响被测设备。

[0022] 如图4所示，低波段通道首先把射频信号与第一本振信号混频后，得到第一中频，第一中频经过放大、滤波后，滤除混频后信号的各种杂波，送入第二混频器。再与第二本振信号混频得到第二中频信号，之后再经过带通滤波器和可变增益放大器，滤除杂散、信号放大后输出给数字电路模块做数字信号处理。

[0023] 如图5所示，频率合成模块主要产生本振信号。分为2个独立的频率源，每个频率源都是由高性能的锁相环路得到的。由锁相环路来保证扫频带宽，通过多个锁相环路嵌套混频来保证整个频率合成模块的高相位噪声指标，通过合适的环路滤波来保证频率合成模块的杂散抑制的指标，通过放大器保证输出本振的功率要求，最后输出本振频率。

[0024] 如图6所示，射频信号进过接收通道模块处理后，中频输出的差分信号直接进数字电路模块的ADC；ADC以400MHz的时钟采样，并将采样数据和同步时钟提供给FPGA；FPGA主要完成数字下变频(DDC)、FFT、控制逻辑和接口协议的实现；DSP辅助FPGA完成相关的中频处理和控制。

[0025] 这种新型实时频谱监测设备各个模块之间通过高速电缆、光纤电缆进行可靠、稳定的通讯连接，通过屏蔽性高、驻波好、插损小的半柔性电缆进行射频信号的传输，通过接收通道模块预选信号滤除各种杂散，通过频率合成模块产生高相噪、低杂散的本振信号，通过数字电路模块高速高性能的FPGA处理信息，从而实现了对相位噪声、功率、频率、杂散等指标测量精度好、测量准确度高的实时监测。

[0026] 这种新型实时频谱监测设备主要用于射频信号频谱的实时监测，实现在监测的过程中对重要的数据进行收集和分析，并具有辅助故障诊断功能，为雷达、通信等设备的监测、检测以及维修提供了重要的手段。

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