CN113949450A - 一种射频信号监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种射频信号监测方法及系统，涉及射频传感器领域。通过获取待监测信号；然后将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

Description

一种射频信号监测方法及系统

技术领域

本发明涉及射频传感器领域，具体而言，涉及一种射频信号监测方法及系统。

背景技术

当前射频信号监测大体上有两种方法，一种方法是手持式辐射检测仪，成本低，但是只能显示幅度，无法显示射频信号的频率信息，另一种是用专业的频谱分析仪，这种方法可以同时显示被监测信号的频率和幅度信息，精度很高，但是仪器昂贵，一般都是几万人民币起步，很难做到大规模部署。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频信号监测方法及系统，用以改善现有技术中射频信号监测仪器昂贵，难做到大规模部署的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种射频信号监测方法，包括以下步骤：

获取待监测信号；

将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；

将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；

将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；

对电压信号进行采样，得到多个采样值；

采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

上述实现过程中，通过获取待监测信号；然后将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述将中频信号进行功率检测，得到电压信号的步骤包括以下步骤：

将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；

将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述采用预置的判决规则对多个采样值进行判决，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

扫描PLL信号频率，并在设定的带宽范围内按照预置的频率步进读取对应的采样值，得到多个待判决采样值；

将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值；

采用预置的判决分析规则对多个待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值的步骤包括以下步骤：

筛选并删除多个待判决采样值中对应频率为中频频点的待判决采样值，得到新的多个待判决采样值；

将新的多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述采用预置的判决分析规则对多个待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

依次选择两个待分析采样值作为一个组合，得到多组待分析采样值；

判断各组待分析采样值的差值是否大于预置的阈值，若是，则丢弃；若否，则采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

提取该组待分析采样值对应的频率，分别记为LO1和LO2；

判断该组待分析采样值是否都不为空，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则待监测信号的频率值为LO1-预置的中频频点。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，还包括以下步骤：

判断LO1-LO2的值是否为预置的第一频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则丢弃。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，还包括以下步骤：

判断LO1+LO2的值是否为预置的第二频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1-LO2)/2；若否，则丢弃。

第二方面，本申请实施例提供一种射频信号监测系统，包括：

信号接收模块，用于获取待监测信号；

带宽放大模块，用于将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；

混频模块，用于将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；

功率检测模块，用于将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；

采样模块，用于对电压信号进行采样，得到多个采样值；

控制模块，用于采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

上述实现过程中，通过信号接收模块获取待监测信号；然后带宽放大模块将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后混频模块将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后功率检测模块将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后采样模块对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后控制模块采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。还可以根据监测值进行信号源的分类判断，相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，上述功率检测模块包括：

放大器，用于将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；

RMS功率检测器，用于将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种射频信号监测方法及系统，通过获取待监测信号；然后将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。通过对中频信号进行放大将有用信号进行了放大，再进行功率检测，得到电压信号越准确，从而提高了检测的灵敏度。相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种射频信号监测方法流程图；

图2为本发明实施例提供的射频频点与PLL频率的对应关系图；

图3为本发明实施例提供的一种射频信号监测系统框图。

图标：110-信号接收模块；120-带宽放大模块；130-混频模块；140-功率检测模块；150-采样模块；160-控制模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

请参看图1，图1为本发明实施例提供的一种射频信号监测方法流程图。该射频信号监测方法，包括以下步骤：

步骤S110：获取待监测信号；上述获取待监测信号为射频信号，上述获取可以是通过天线接收得到。

步骤S120：将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；上述带宽放大可以选择覆盖待监测信号频段的带宽范围，比如，带宽范围为20MHz-6.4GHz，可以覆盖目前几乎所有的移动通信辐射频段，以满足不同使用场景。

步骤S130：将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；上述进行混频可以是采用混频器进行频谱搬移，把待监测信号搬移到中频，生成中频信号。上述预置的PLL信号作为本振信号与放大的待监测信号进行混频，进而得到中频信号，上述预置的PLL信号可以是通过控制PLL芯片生成，可以通过软件配置PLL芯片产生不同的频率输出，每一个待监测信号的频点都对应着两种PLL频率。例如：请参看图2，图2为本发明实施例提供的射频频点与PLL频率的对应关系图。中频频点定在315MHz，则不同频率点对应的PLL频率用LO1和LO2表示，当射频为30时，对应的LO1为285，LO2为345。其他频率点可以根据上述关系，计算得出。

步骤S140：将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；上述进行功率检测是将中频信号转化为电压信号，以便于ADC采样。上述进行功率检测时指输出与输入信号功率相对应的电压。为了提高整个系统的灵敏度，上述将中频信号进行功率检测，得到电压信号的步骤包括以下步骤：

首先，将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；上述进行放大可以将中频信号中的有用信号进行放大。

然后，将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。上述放大的中频信号是将有用信号进行了放大，再进行功率检测，得到电压信号越准确，从而提高了检测的灵敏度。

步骤S150：对电压信号进行采样，得到多个采样值；上述进行采样可以得到多个功率值，上述采样值包括功率值。上述采样可以是通过ADC采样芯片进行采样得到。

步骤S160：采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。上述进行判决分析包括以下步骤：

首先，直接扫描PLL信号频率，并在设定的带宽范围内按照预置的频率步进读取对应的采样值，得到多个待判决采样值；上述设定的带宽范围可以是能够覆盖的带宽范围，预置的频率步进是指间隔多少频率。例如：从20M到6315M，频率步进为5M，读取每个频率点的ADC值，得到多个功率值作为多个待判决采样值。

然后，将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值；上述筛选出预置数量的待判决采样值是指首先将多个待判决采样值按照大小进行排序，然后记录最大的预置数量的值，比如，记录最大的6个值，分别记为：LO1/PWR1；LO2/PWR2；LO3/PWR3；LO4/PWR4；LO5/PWR5；LO6/PWR6，其中，LO是PLL的输出频率，PWR是不同PLL输出频率情况下，功率检测的输出。

上述在排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值时，需要将预置的中频频点去除，因此，上述将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值的步骤包括以下步骤：

第一步，筛选并删除多个待判决采样值中对应频率为中频频点的待判决采样值，得到新的多个待判决采样值。

第二步，将新的多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值。

最后，采用预置的判决分析规则对多个待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。上述进行判决分析包括以下步骤：

第一步，依次选择两个待分析采样值作为一个组合，得到多组待分析采样值；在上述例子中，记录最大的6个值分别标记为1，2，3，4，5，6，则分别将1和2，3和4，5和6组合，这样就可以得到3对ADC值。

第二步，判断各组待分析采样值的差值是否大于预置的阈值，若是，则丢弃；若否，则采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。上述预置的阀值是LO1和LO2的功率值在0.5dB的阀值，比如预置的阈值为100，如果在差值大于100则直接丢弃，差值在100以内，根据当前的测试结果LO1和LO2的功率值在0.5dB以内，则继续分析。

其中，上述采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

首先，提取该组待分析采样值对应的频率，分别记为LO1和LO2；

然后，判断该组待分析采样值是否都不为空，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则待监测信号的频率值为LO1-预置的中频频点。例如，预置的中频频点为315M，如果LO1频率为945M时检测到功率值，而LO2频率为1575M位置无值，则待监测信号的频率值为：945-315＝630M，如果同时有值而且差值在100以内，则待监测信号的频率值为(945+1575)/2＝1260M。

其中，还包括以下步骤：

判断LO1-LO2的值是否为预置的第一频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则丢弃。上述预置的第一频率阈值为预设的频率值，例如：预置的第一频率阈值设置为630M，如果LO1-LO2＝630M，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2。如果LO1-LO2不遵循上述关系，则丢弃。

其中，还包括以下步骤：

判断LO1+LO2的值是否为预置的第二频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1-LO2)/2；若否，则丢弃。上述预置的第二频率阈值为预设的频率值，例如：预置的第二频率阈值设置为600M，如果LO1+LO2＝600M，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2。

上述实现过程中，通过获取待监测信号；然后将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。通过对中频信号进行放大将有用信号进行了放大，再进行功率检测，得到电压信号越准确，从而提高了检测的灵敏度。相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

基于同样的发明构思，本发明还提出一种射频信号监测系统，请查看图3，图3为本发明实施例提供的一种射频信号监测系统框图。该射频信号监测系统包括：

信号接收模块110，用于获取待监测信号；上述信号接收模块110包括天线，通过天线可以接收射频信号。

带宽放大模块120，用于将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；上述带宽放大模块120包括带宽放大器，可以进行放大滤波。

混频模块130，用于将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；上述混频模块130包括混频器，通过混频器的频谱搬移，把被监测信号搬移到中频。

功率检测模块140，用于将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；

其中，功率检测模块140包括：

放大器，用于将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；

RMS功率检测器，用于将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。RMS功率检测器可以输出与输入信号功率相对应的电压。

采样模块150，用于对电压信号进行采样，得到多个采样值；上述采样模板包括ADC采样芯片。

控制模块160，用于采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。上述控制模块160可以是单片机、CPU等。

上述实现过程中，通过信号接收模块110获取待监测信号；然后带宽放大模块120将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后混频模块130将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后功率检测模块140将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后采样模块150对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后控制模块160采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。通过对中频信号进行放大将有用信号进行了放大，再进行功率检测，得到电压信号越准确，从而提高了检测的灵敏度。还可以根据监测值进行信号源的分类判断，相较以往产品和技术，本发明更像是一个射频传感器，使得体积更小，重量更轻，从而大大提高了灵活性和可用性，同时也降低了成本。

综上，本申请实施例提供的一种射频信号监测方法及系统，通过获取待监测信号；然后将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；然后将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；然后将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；然后对电压信号进行采样，得到多个采样值；最后采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。通过判决各种频点的信号幅度及复杂的软件计算，达到精确区分被监测信号的频率信息。通过对中频信号进行放大将有用信号进行了放大，再进行功率检测，得到电压信号越准确，从而提高了检测的灵敏度。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种射频信号监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待监测信号；

将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；

将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；

将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；

对电压信号进行采样，得到多个采样值；

采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

2.根据权利要求1所述的射频信号监测方法，其特征在于，所述将中频信号进行功率检测，得到电压信号的步骤包括以下步骤：

将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；

将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。

3.根据权利要求1所述的射频信号监测方法，其特征在于，所述采用预置的判决规则对多个采样值进行判决，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

扫描PLL信号频率，并在设定的带宽范围内按照预置的频率步进读取对应的采样值，得到多个待判决采样值；

将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值；

采用预置的判决分析规则对多个待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

4.根据权利要求3所述的射频信号监测方法，其特征在于，所述将多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值的步骤包括以下步骤：

筛选并删除多个待判决采样值中对应频率为中频频点的待判决采样值，得到新的多个待判决采样值；

将新的多个待判决采样值进行排序并筛选出预置数量的待判决采样值作为多个待分析采样值。

5.根据权利要求3所述的射频信号监测方法，其特征在于，所述采用预置的判决分析规则对多个待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

依次选择两个待分析采样值作为一个组合，得到多组待分析采样值；

判断各组待分析采样值的差值是否大于预置的阈值，若是，则丢弃；若否，则采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

6.根据权利要求5所述的射频信号监测方法，其特征在于，所述采用预置的判决分析规则对该组待分析采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值的步骤包括以下步骤：

提取该组待分析采样值对应的频率，分别记为LO1和LO2；

判断该组待分析采样值是否都不为空，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则待监测信号的频率值为LO1-预置的中频频点。

7.根据权利要求6所述的射频信号监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断LO1-LO2的值是否为预置的第一频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1+LO2)/2；若否，则丢弃。

8.根据权利要求7所述的射频信号监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断LO1+LO2的值是否为预置的第二频率阈值，若是，则待监测信号的频率值为(LO1-LO2)/2；若否，则丢弃。

9.一种射频信号监测系统，其特征在于，包括：

信号接收模块，用于获取待监测信号；

带宽放大模块，用于将待监测信号进行带宽放大，得到放大的待监测信号；

混频模块，用于将放大的待监测信号与预置的PLL信号进行混频，得到中频信号；

功率检测模块，用于将中频信号进行功率检测，转化得到电压信号；

采样模块，用于对电压信号进行采样，得到多个采样值；

控制模块，用于采用预置的判决分析规则对多个采样值进行判决分析，得到待监测信号的频率值及幅度值。

10.根据权利要求9所述的射频信号监测系统，其特征在于，所述功率检测模块包括：

放大器，用于将中频信号进行放大，得到放大的中频信号；

RMS功率检测器，用于将放大的中频信号进行功率检测，得到电压信号。

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