徐 侃，王天成

(上海卫星工程研究所，上海 201109)

0 引言

地面、空间无线电设备的大规模增加造成频谱资源的日益紧张，对空间电磁信号的监测和记录可以为电磁频谱资源的分配、管理提供参考[1-3]。为了帮助无专业背景的新人员掌握空间电磁信号的频谱特征，需要一套空间信号频谱模拟仿真、显示和操作的学习平台，目前国内在此方面的工程研究较少。本文基于普通的PC平台，研究了一种廉价而不失逼真度的信号频谱生成和显示方案，覆盖PSK、QAM等多种调制方式，无需采用昂贵的信号源、频谱仪、FPGA[3]等硬件设备。同时该方案还实现了真实频谱仪中的显示频段选择、RBW、VBW等功能[4]。

1 空间信号的虚拟频谱生成研究

在使用频谱仪观察接收到的信号频谱时，可发现信号频谱包含功率、形状包络两大要素。针对非专业人员的学习需求，从成本控制的角度来分析，仅需要模拟出包络形状类似、功率值接近真实值的频谱波形即可。

1.1 信号频谱波形实现算法

本文提出的空间信号虚拟频谱生成算法如下：

第1步：在某个时间步T0上，通过链路计算获得载波频率上的信号接收功率；

第2步：获取各种空间信号的频谱函数表达式；

第3步：根据拟观测的频段起点、终点、离散频率间隔，结合第1步和第2步的结果计算出整个频段频谱显示波形；

第4步：时间步进，根据接收参数(发射和接受天线的相对位置变化、终止发射等)的变化，重复第1步到第3步，更新计算出整个频段频谱的显示波形。……