多通道实时频谱分析装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了多通道实时频谱分析装置和方法，包括：电磁场探头和主机，主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；射频模块用于接收电磁场探头发送的射频信号，将射频信号进行下变频，得到中频模拟信号，将中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；数字处理模块用于将数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号，将频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号，将正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据频谱数据结果生成频谱曲线；可触摸显示屏用于显示频谱曲线，可以采用多个并行射频通道，接收空间多个方向的信号，确保频谱数据结果的准确性。

Multichannel real-time spectrum analysis device and method

【技术实现步骤摘要】
多通道实时频谱分析装置和方法
本专利技术涉及信号处理
，尤其是涉及多通道实时频谱分析装置和方法。
技术介绍
目前，频谱分析仪可应用于电磁脉冲测试、电磁干扰测试、通信测试和其他射频信号测试。实时频谱仪在测试过程中可以保证时间的连续性。但是对于空间电磁场的测试，实时频谱仪通常只有一个接收设备，该接收设备为射频信号接收通道，该通道无法接收空间多个方向的信号，从而导致频谱数据结果不准确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供多通道实时频谱分析装置和方法，可以采用多个并行射频通道，接收空间多个方向的信号，确保频谱数据结果的准确性。第一方面，本专利技术实施例提供了多通道实时频谱分析装置，所述装置包括电磁场探头和主机，所述主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；所述电磁场探头与所述多个并行的射频模块相连接，所述多个并行的射频模块均与所述数字处理模块相连接，所述数字处理模块与所述上位机相连接，所述上位机与所述可触摸显示屏相连接；所述射频模块，用于接收所述电磁场探头发送的射频信号，将所述射频信号进行下变频，得到中频模拟信号，将所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；所述数字处理模块，用于将所述数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号，将所述频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号，将所述正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据所述频谱数据结果生成频谱曲线；所述可触摸显示屏，用于显示所述频谱曲线。>第二方面，本专利技术实施例提供了多通道实时频谱分析方法，应用如上所述的多通道实时频谱分析装置，所述方法包括：接收所述电磁场探头发送的射频信号；将所述射频信号进行下变频，得到中频模拟信号；将所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；将所述数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号；将所述频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号；将所述正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据所述频谱数据结果生成频谱曲线；显示所述频谱曲线。第三方面，本专利技术实施例提供了电子设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。第四方面，本专利技术实施例提供了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，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。本专利技术实施例提供了多通道实时频谱分析装置和方法，包括电磁场探头和主机，主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；多个并行的射频模块均与数字处理模块相连接，数字处理模块与上位机相连接，上位机与可触摸显示屏相连接；射频模块用于接收电磁场探头发送的射频信号，将射频信号进行下变频，得到中频模拟信号，将中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；数字处理模块用于将数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号，将频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号，将正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据频谱数据结果生成频谱曲线；可触摸显示屏用于显示频谱曲线，可以采用多个并行射频通道，接收空间多个方向的信号，确保频谱数据结果的准确性。本专利技术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，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术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。为使本专利技术的上述目的、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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的多通道实时频谱分析装置示意图；图2为本专利技术实施例一提供的主机示意图；图3为本专利技术实施例一提供的电磁场探头示意图；图4为本专利技术实施例一提供的电磁场探头的外形结构示意图；图5为本专利技术实施例一提供的显示多个射频通道的示意图；图6为本专利技术实施例一提供的显示一个射频通道的示意图；图7为本专利技术实施例二提供的多通道实时频谱分析方法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，频谱分析仪可应用于电磁脉冲测试、电磁干扰测试、通信测试和其他射频信号测试。传统的频谱分析仪是通过扫描本振，将输入信号混频到固定的中频来实现频谱测量的。信号经过了若干级混频，最后通过模拟分辨率滤波器，这个模拟分辨率滤波器决定了频率分辨率。测量时间由两个因素决定，一是分辨率滤波器的设置时间，二是第一本振从终止频率回到起始频率的时间(即re-trace时间)。第二代频谱分析仪在窄带宽时，采用了FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)滤波器来代替模拟分辨率滤波器。多个窄带FFT滤波器通过拼接来表示选定频跨内的一条迹线。因为对于窄带RBW(ResolutionBandwidth，中频滤波器)而言，计算FFT的时间小于窄带RBW的设置时间，所以与传统的频谱分析仪的扫频方法相比，该方法在处理速度上有着巨大的优势。上述方法，对于扫频的终止点到下一次扫频起始点之间发生的信号也是无法测量得到的，这一段数据采集的间隙被称作“死区时间”。而目前采用的实时频谱仪可以弥补上述方法的缺陷，避免了“死区时间”，在测试过程中可以保证时间的连续性。但是对于空间电磁场的测试，通常只有一个接收设备，该接收设备为射频信号接收通道，该通道无法接收空间多个方向的信号，从而导致频谱数据结果不准确。为便于对本实施例进行理解，下面对本专利技术实施例进行详细介绍。实施例一：图1为本专利技术实施例一提供的多通道实时频谱分析装置示意图。参照图1，该装置包括电磁场探头和主机。参照图2，主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；所述电磁场探头与所述多个并行的射频模块相连接，多个并行的射频模块均与数字处理模块相连接，数字处理模块与上位机相连接，上位机与可触摸显示屏相连接；这里，多个并行的射频模块具有对应的射频通道，每个射频通道均具有相同的射频性能和信号处理能力，每个射频通道的数字化处理也是并行的，即每个射频通道可以独立工作，并且数据处理的时间同步。射频模块，用于接收电磁场探头发送的射频信号，将射频信号进行下变频，得到中频模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述装置包括电磁场探头和主机，所述主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；/n所述电磁场探头与所述多个并行的射频模块相连接，所述多个并行的射频模块均与所述数字处理模块相连接，所述数字处理模块与所述上位机相连接，所述上位机与所述可触摸显示屏相连接；/n所述射频模块，用于接收所述电磁场探头发送的射频信号，将所述射频信号进行下变频，得到中频模拟信号，将所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；/n所述数字处理模块，用于将所述数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号，将所述频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号，将所述正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据所述频谱数据结果生成频谱曲线；/n所述可触摸显示屏，用于显示所述频谱曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述装置包括电磁场探头和主机，所述主机包括多个并行的射频模块、数字处理模块、上位机和可触摸显示屏；
所述电磁场探头与所述多个并行的射频模块相连接，所述多个并行的射频模块均与所述数字处理模块相连接，所述数字处理模块与所述上位机相连接，所述上位机与所述可触摸显示屏相连接；
所述射频模块，用于接收所述电磁场探头发送的射频信号，将所述射频信号进行下变频，得到中频模拟信号，将所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；
所述数字处理模块，用于将所述数字信号进行下变频，得到频谱搬移信号，将所述频谱搬移信号进行正交分解，得到正弦波模拟信号，将所述正弦波模拟信号进行滤波和短时傅里叶变换，得到频谱数据结果；根据所述频谱数据结果生成频谱曲线；
所述可触摸显示屏，用于显示所述频谱曲线。


2.根据权利要求1所述的多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述多个并行的射频模块包括第一射频模块、第二射频模块和第三射频模块，其中，所述第一射频模块对应第一射频通道，所述第二射频模块对应第二射频通道，所述第三射频模块对应第三射频通道。


3.根据权利要求2所述的多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述频谱数据结果包括所述第一射频通道的频谱数据结果、所述第二射频通道的频谱数据结果和所述第三射频通道的频谱数据结果，其中，所述第一射频通道的频谱数据结果、所述第二射频通道的频谱数据结果和所述第三射频通道的频谱数据结果均包括多个频率点，每个所述频率点对应相应的电压值；
所述数字处理模块，用于从第一射频通道的频谱数据结果、所述第二射频通道的频谱数据结果和所述第三射频通道的频谱数据结果中分别选取同频率点的多个电压值，对所述同频率点的多个电压值计算得到所述同频率点的综合电压值，重复执行以上处理，直至每个同频率点均被遍历。


4.根据权利要求3所述的多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述数字处理模块具体用于：
根据下式计算所述同频率点的综合电压值：



其中，V为所述同频率点的综合电压值，X为从所述第一射频通道的频谱数据结果中选取的同频率点的电压值，Y为从所述第二射频通道的频谱数据结果中选取的同频率点的电压值，Z为从所述第三射频通道的频谱数据结果中选取的同频率点的电压值。


5.根据权利要求2所述的多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述数字处理模块包括单片机和电源管理模块；
所述单片机，与所述电源管理模块相连接，用于接收上位机发送的控制指令信息；
所述电源管理模块，分别与所述多个并行的射频模块相连接，用于根据所述单片机发送的所述控制指令信息控制所述多个并行射频模块对应射频通道的电源开关。


6.根据权利要求5所述的多通道实时频谱分析装置，其特征在于，所述控制指令信息包括开启指令信息或关闭指令信息；

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，袁迪，陆德坚，刘晓宇，王林东，
申请(专利权)人：北京森馥科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11