软件定义无线电的实时频谱分析仪相关原理介绍（一）——信号与频谱

缩略语表

ADC – Analog Digital Converter，模数转换器

DAC – Digital Analog Converter ，数模转换器

DSP – Digital Signal Processing ，数字信号处理

DFT – Discrete Fourier Transform ，离散傅里叶变换

EW – Electronic Warfare ，电子战

FFT – Fast Fourier Transform ，快速傅里叶变换

IF – Intermediate Frequency ，中频

LDO – Low-Dropout ，低压降

LNA – Low Noise Amplifier ，低噪声放大器

LO – Local Oscillator ，本地振荡器

SDR –Software Defined Radio ，软件定义无线电

TX– Transmitter ，发射机

RF– Radio Frequency ，射频

RX–Receiver ，接收机

VCO – Voltage Controlled Oscillator ，压控振荡器

VITA – VME bus International Trade Association，VMEbus国际贸易协会，VMEbus的体系结构概念基于1970年代末摩托罗拉开发的VERSAbus，后来逐渐发展成为标准制定者和行业组织。

1.1信号与频谱

在许多情况下，分析非周期性信号很有意义。 通常使用示波器完成时域中的信号显示。

在许多情况下，频域分析更为有用。 非周期性信号具有连续频谱，其频谱与频率有关。

时域信号及其频谱通过傅立叶变换相互链接：

此处，

是x（t）的傅立叶变换

是X（f）的傅立叶逆变换

x（t）是时域信号

X（f）是频域复杂信号

精确计算输入信号的功率谱需要无限的观察周期，这是不可能实现的。 我们可以得出结论，该计算的结果将是具有无限频率分辨率的连续频谱。 在实践中，没有算法可以精确估计频谱。 给定某些前提条件，仍然可以足够准确地确定频谱。

根据时域中的信号样本计算信号频谱称为离散傅里叶变换（DFT）。

傅立叶变换所需的计算操作数量可以通过使用优化算法来减少。 使用最广泛的方法是快速傅立叶变换（FFT）。

其中，k个离散频点的索引，k = 0、1、2，…

n为样本索引

x（nTs）在点n∙Ts采样，其中n = 0,1,2，…

DFT的长度N，即用于傅立叶变换的计算