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目前无线通信技术发展很快,在军事领域,各种电台、雷达、吊舱,等功率发射装置在相对狭小的战场空间集中展开,极易形成复杂的战场电磁环境。其特点是频率成分复杂,存续时间不定。目前普遍使用的扫频式频谱分析仪能显示幅度和频率关系,其结构类似调谐式超外差接收机。结构上的缺陷决定了这类频谱检测仪检测不到当前扫描点之外的其他频率分量,对间歇性的瞬态信号检测能力十分有限。在这种背景下,实时频谱分析仪在频谱检测领域得到了广泛应用。基本工作流程如下:首先对输入信号下变频,做数字转换,然后做FFT变换,从而达成对信号频率成分的分析。FFT/IFFT作为滤波器使用时有两个缺点:第一是FFT/IFFT变换的第一旁瓣衰减较小。要解决这个问题,可在FFT/IFFT变换之前加窗,但这增加了系统复杂度。第二是,加窗后,FFT/IFFT滤波器组旁瓣衰减量虽然有所增大但主瓣变得模糊,限制了系统分辨率的提高[4]。快速滤波器组(Fast Filter Bank,FFB)可以很好的解决上述问题。FFB是具有和FFT/IFFT类似的树形结构的滤波器组,每级中的子滤波器的原型滤波器传递函数相同,各级的子滤波器的传递函数可以利用原型滤波器传递函数通过因子替换的方式而得到[4]。通过适当的因子替换以后,FFB实际上对应了一个高阶的原型滤波器,相较于FFT/IFFT对应的一阶原型滤波器,能够大大增加其旁瓣的衰减量[4]。本文主要针对基于快速滤波器组的实时频谱分析算法进行研究,开展的主要工作如下:第一,介绍了当前实时频谱检测的重要地位。分析了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的局限性以及快速滤波器组(Fast Filter Bank,FFB)的优越性。第二,研究了快速滤波器组的基础理论,从算法层面上分析了其相对快速傅里叶变换所具有的良好的频率响应特性和较低复杂度等优势。第三,在详细探讨了快速滤波器组各级子滤波器的关系和设计方法后,给出了快速滤波器组的原型滤波器的低复杂度优化设计方法和具体实现步骤。第四,研究了一种基于可变数字滤波器(VDF)的改良型FFB滤波器组。该滤波器组可灵活调整子通道带宽以及子通道的中心频率,同时还保证具有足够的频率分辨率以及较低的系统复杂度。最后,提出了一种基于快速滤波器组和陷波器的频率估计算法。该实现方法相较于现有的以陷波器为基础的频率估计算法大大缩小了系统响应时间,同时还保证具有足够的频率分辨率以及较低的系统复杂度。