单通道频谱监测设备制造技术

本发明专利技术提供了一种单通道频谱监测设备，采用实时捕获分析技术，利用宽带采样、频率触发功能和高速处理特性，实时保留信号信息，在时域、频域内对已捕获信号进行实时分析。通过实施本发明专利技术可以有效降低用户成本，提高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
单通道频谱监测设备
本专利技术属于频谱监测
，具体涉及一种单通道频谱监测设备。
技术介绍
频谱监测设备在无线电管理行业起到了重要作用，通过对电磁环境进行监测，可以为系统频率规划和管理提供依据。由于空中信号样式多种，如跳频信号、脉冲信号、突发信号和常规信号等。不同的信号占据的频谱资源和带宽也不尽一致。为了提高抗干扰能力，现代雷达和通信系统的跳频带宽高达上百兆赫兹，并且跳变速率也达到每秒千跳以上。对这种高速跳变信号的捕获与分析在通讯及电子对抗中具有重要的意义。如何发现宽带跳频信号是较大的技术难点。传统的跳频信号捕获采用多通道方式进行监测，能满足捕获率指标要求，实现方案简单。但由于前端天线分路，降低了系统灵敏度和信号的信噪比；且实现方式成本过高，给用户增加了数倍的负担。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种单通道频谱监测设备，包括：全向天线、射频接收机、数字处理单元、人机交互模块、远程通信模块以及电源；所述全向天线，用于接收无线电射频信号。所述射频接收机，用于将全向天线接收的无线电射频信号转化为中频信号，并传送给数字处理单元；所述数字处理单元，用于对频谱进行监测；所述人机交互模块，用于提供人机交互功能；所述远程通信模块，用于与控制中心站或其他站之间通信；所述电源，用于供电。优选地，所述数字处理单元进一步包括时钟管理模块，A/D转换模块以及数字信号处理模块；所述时钟管理模块，用于从射频接收机接收参考时钟信号，并将参考时钟信号提供给A/D转换模块；所述A/D转换模块，用于使用时钟管理模块提供的参考时钟信号，将所述射频接收机提供的中频信号转换为数字信号。优选地，所述数字信号处理模块进一步包括数字下变频(DDC)模块，数字滤波模块，FFT模块，频率触发检测模块以及跳频信号测量模块；所述DDC模块，用于对经过A/D转换后输入的中频信号乘以本地载波,然后通过一个低通滤波器,得到下变频后的正交I、Q两路信号；其中，所述输入中频信号频率f0和采样速率fs满足f0/fs＝(2m+1)/4；将输入数据流每隔2个求其负数，即取2的补码，形成一个新的数据流，再将新数据流每隔一个置0，所得的输出数据流就是下变频后的信号；经过正交数字下变频之后，得到了零中频的基带信号，对下变频后的I、Q信号进行奇偶抽取，把为0的样点舍弃后再滤波；采用移相滤波器来校正I/Q路信号在时域上相差1/4个采样点；对正交数字下变频之后的I/Q路信号进行滤波；所述FFT模块，用于对滤波后的I/Q路信号进行FFT变换；所述频率触发检测模块，用于检测跳频信号；所述跳频信号测量模块，用于当出现满足触发条件的触发信号后，对跳频信号参数进行实时测量；所述跳频信号参数包括但不限于：跳频速率、跳频驻留时间。优选地，所述射频接收机，通过两次变频将射频信号处理为中频信号，将天线捕捉到得信号进行滤波、下变频、放大。其中射频信号经过预选滤波以及低噪声放大后，与第一本振模块产生的第一本振信号相乘得到第一中频信号，所述第一中频信号经由第一中频滤波以及第一中频放大后，与第二本振模块产生的第二本振信号相乘得到第二中频信号；所述第二中频信号被送往数字处理单元；射频接收机还可生成采样时钟，供A/D转换模块及数字处理单元使用该时钟信号进行A/D采样。优选地，所述数字处理单元进一步包括快速调谐模块，用于将射频接收单元按预定时间间隔依次调谐至不同频段以接收不同频段的无线电射频信号。优选地，快速调谐模块用于提供预留内本振及外参考信号，所述预留内本振通过第一锁相环模块PLL1和第二锁相环PLL2分别接入第一混频器和第二混频器；所述快速调谐模块通过内外选择器按预定时间间隔依次调节预留内本振及外参考信号，为第一混频器及第二混频器分别提供一本振信号和二本振信号以实现不同频率调谐。优选地，所述跳频信号测量模块使用峰值搜索法来计算跳频速率和驻留时间，在连续的每帧中搜索峰值信号，当搜索到有效峰值后，记录峰值出现的时间点，当峰值转移或未捕捉到有效峰值时，再次记录时间点，计算出跳频驻留时间以及跳频速率。优选地，所述单通道频谱监测设备进一步包括调度模块，用于对命令和结果进行方向判别；所述调度模块如果判断命令是来自远程的命令，则将监测结果发送到远程通信模块，如果命令是来自本地人机交互接口的命令，则将结果发送到本地人接交互接口。优选地，所述单通道频谱监测设备进一步包括系统恢复模块，用于提供数据恢复功能；所述系统恢复模块以两种方式进行恢复：a)全系统恢复：启动系统恢复后，系统恢复到出厂状态，所有的操作日志也被清除；或者b)部分系统恢复：启动系统恢复后，系统恢复到出厂状态；所有的操作日志被保留。优选地，不能同时运行远程控制和本地控制，远程控制级别优于本地控制，远程控制可以强制终止本地控制，本地控制不能终止远程控制。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的频谱监测系统示意图；图2示出了根据本专利技术的一个实施例的频谱监测设备组成框图；图3示出了根据本专利技术的一个实施例的射频接收机框图；图4示出了根据本专利技术的一个实施例的数字处理单元框图；图5示出了根据本专利技术的一个实施例的数字滤波示意图；图6示出了根据本专利技术的一个实施例的16384点FFT跳频信号检测的原理框图；图7示出了根据本专利技术的一个实施例的32768点FFT跳频信号检测的原理框图；图8示出了根据本专利技术的一个实施例的快速调谐射频接收机框图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的单通道频谱监测设备其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。如图1所示，单通道频谱监测设备是频谱监测系统的重要组成部分，频谱监测系统中包括n个控制中心站，m个站；单通道频谱监测设备作为一个设备单元位于站中；整个组网系统使用TCP/IP协议，站和控制中心站利用TCP/IP协议联网。单通道频谱监测设备接收来自控制中心站的服务请求，即单通道频谱监测设备可以作为TCP/IP服务端，控制中心站执行可以作为TCP/IP客户端。两者的应用层通信协议使用RMTP协议。为了所述频谱监测系统的安全，可采用内网IP，即整个频谱监测系统不与外网连接。如图2所示，单通道频谱监测设备包括全向天线、射频接收机、数字处理单元、人机交互模块、调度模块、远程通信模块，系统恢复模块以及电源。所述全向天线，用于接收无线电射频信号。所述射频接收机，用于将全向天线接收的无线电射频信号转化为中频信号，并传送给数字处理单元。如图3所示，根据专利技术的一个具体实施方式，所述射频接收机，通过两次变频将射频信号处理为中频信号，将天线捕捉到得信号进行滤波、下变频、放大。其中射频信号经过预选滤波以及低噪声放大后，与第一本振模块产生的第一本振信号相乘得到第一中频信号，所述第一中频信号经由第一中频滤波以及第一中频放大后，与第二本振模块产生的第二本振信号相乘得到第二中频信号；所述第二中频信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单通道频谱监测设备，其特征在于，包括：全向天线、射频接收机、数字处理单元、人机交互模块、远程通信模块以及电源；所述全向天线，用于接收无线电射频信号。所述射频接收机，用于将全向天线接收的无线电射频信号转化为中频信号，并传送给数字处理单元；所述数字处理单元，用于对频谱进行监测；所述人机交互模块，用于提供人机交互功能；所述远程通信模块，用于与控制中心站或其他站之间通信；所述电源，用于供电。

【技术特征摘要】
1.一种单通道频谱监测设备，其特征在于，包括：全向天线、射频接收机、数字处理单元、人机交互模块、远程通信模块以及电源；所述全向天线，用于接收无线电射频信号；所述射频接收机，用于将全向天线接收的无线电射频信号转化为中频信号，并传送给数字处理单元；所述数字处理单元，用于对频谱进行监测；所述人机交互模块，用于提供人机交互功能；所述远程通信模块，用于与控制中心站或其他站之间通信；所述电源，用于供电；所述数字信号处理模块进一步包括数字下变频(DDC)模块，数字滤波模块，FFT模块，频率触发检测模块以及跳频信号测量模块；所述DDC模块，用于对经过A/D转换后输入的中频信号乘以本地载波,然后通过一个低通滤波器,得到下变频后的正交I、Q两路信号；其中，输入中频信号频率f0和采样速率fs满足f0/fs＝(2m+1)/4；将输入数据流每隔2个求其负数，即取2的补码，形成一个新的数据流，再将新数据流每隔一个置0，所得的输出数据流就是下变频后的信号；经过正交数字下变频之后，得到了零中频的基带信号，对下变频后的I、Q信号进行奇偶抽取，把为0的样点舍弃后再滤波；采用移相滤波器来校正I/Q路信号在时域上相差1/4个采样点；对正交数字下变频之后的I/Q路信号进行滤波；所述FFT模块，用于对滤波后的I/Q路信号进行FFT变换；所述频率触发检测模块，用于检测跳频信号；所述跳频信号测量模块，用于当出现满足触发条件的触发信号后，对跳频信号参数进行实时测量；所述跳频信号参数包括但不限于：跳频速率、跳频驻留时间。2.根据权利要求1所述的单通道频谱监测设备，其特征在于：所述数字处理单元进一步包括时钟管理模块，A/D转换模块以及数字信号处理模块；所述时钟管理模块，用于从射频接收机接收参考时钟信号，并将参考时钟信号提供给A/D转换模块；所述A/D转换模块，用于使用时钟管理模块提供的参考时钟信号，将所述射频接收机提供的中频信号转换为数字信号。3.根据权利要求1-2任一所述的单通道频谱监测设备，其特征在于：所述射频接收机，通过两次变频将射频信号处理为中频信号，将天线捕捉到得信号进行滤波、下变频、放大；其中射频信号经过预选滤波以及低噪声放大后，与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张劲松，王巍，周捷，
申请(专利权)人：北京盈想东方科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11