随着无线电技术的不断发展,出现越来越多的宽带突发无线信号,如雷达脉冲信号、跳频信号和各种未知的干扰信号等,如何对其进行监测和捕获成为一个难题。采用传统扫频式频谱分析和矢量信号分析技术无法实现对此类持续时间很短的宽带突发信号进行监测,而采用实时频谱分析技术结合主流硬件的快速处理能力,可以有效解决这类问题。本文通过对数据采样技术、数字信号处理技术和高速数据传输等关键技术的研究,将高性能FPGA与数字荧光技术相结合,研制了针对宽带突发无线信号的频谱监测与捕获系统,实现了对中频140MHz,70MHz带宽内突发无线信号的实时频谱监测和捕获。硬件平台采用了以高性能FPGA为数字信号处理核心的PCIE板卡,并且采用应用软件完成信号频谱的自定义展示和灵活控制。本文首先从各功能模块的性能要求出发详细阐述了硬件平台的设计实现,包括数据采样电路、数据处理电路和数据传输电路的设计实现。其次重点阐述了数据处理的核心——FPGA的逻辑设计,通过数字荧光技术(DPX)和频谱数据流的无缝处理和传输,用频率、频谱幅度和频点幅度的命中次数三个维度信息实时展现信号特征;利用FPGA完成对时钟合成芯片DDS和新一代计算机总线技术PCIE(PCI Express)总线的接口控制逻辑设计。然后介绍了如何开发驱动程序以实现PCIE板卡的识别与控制,重点介绍了大量数据快速传输的关键——DMA传输的设计实现。从功能和运行效率的角度说明了应用软件的设计,通过多种频谱显示设计,使频谱的监测效果更佳直观完善;采用多线程提高软件运行效率,极大改善了拥塞的情况。最后总结了系统设计开发的现实意义,描述了系统的主要性能和特点,并提出了下一步完善系统整体性能的研究思路和内容。