本技术涉及信号采集，具体涉及一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统。
背景技术：
1、随着电磁科学技术和电子信息探测技术的进一步发展，无论是在太空中的卫星信号传输，还是多种工作模式下电子对抗信息的深入探测，或是高分辨率遥感雷达进行大规模的数据采集，都需要电磁信号的实时采集分析系统来实现。随着对实时采集系统综合性能的日益提高，如何突破电磁信号采集分析系统在实时性、精度、可存储性方面的瓶颈成为极为重要的研究内容。
2、而在目前的研究中，单独模数转换芯片(adc)的采样速率仍未能达到较高的水平，有效位数也有待提高，同时大规模的数据采样分析对系统的稳定性也提出了巨大的挑战，同时处理后的数据存储问题也有待解决。已有的解决方案中，虽然有部分高采样速率的adc芯片可以初步满足系统的现实需求，但因此带来巨大的经济成本，以及单片高速adc在实际研发过程中，提升难度较大，很难克服采样速率和采样精度的矛盾关系，无法进一步大幅提升系统的采样性能，而已有的多通道的采样方案由于通道失配、成本较大等问题，暂时不能在满足一定有效位数的情况下，突破20gb/s的采样速率。
3、综上，实时电磁信号采集分析系统在采样速率，采样精度、系统稳定性，以及高速采样隐含的数据容量等方面都亟需进一步的提升。
技术实现思路
1、为了在保证采样有效位数的前提下，进一步提高当前电磁信号采样系统中采样率，本技术的实施例提出了一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，利用多通道交织采样的方法进行电磁信号的实时高速采集，在满足系统多路通道同时同步的条件下，利用高速多通道实现多路并行实时信号采集能充分发挥处理器单元的性能优势，有效地提高系统的采样速率，并提高了采样数据的有效位数，同时保证满足系统的稳定性需求，在采样结束后，根据采样过程的时序关系对所得数据进行融合处理并进行存储，进一步缓解了系统存储模块的压力，更好地满足电子系统在实时采样及数据处理方面的性能需求。
2、为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
3、一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，用于复杂电子对抗环境下的电磁信号的采集分析，包括：核心控制模块、时钟模块、多通道交织采集模块和信号分析模块，时钟模块的信号输出端分别连接核心控制模块、多通道交织采集模块和信号分析模块的信号的信号输入端；核心控制模块的信号输出端分别连接时钟模块、多通道交织采集模块和信号分析模块的信号输入端；多通道交织采集模块的信号输出端连接信号分析模块的信号输入端；信号分析模块的信号输出端连接核心控制模块的信号输入端；
4、核心控制模块用于进行电磁信号采集分析系统运行逻辑的控制，对时钟模块的时钟资源、多通道交织采集模块的模数转换芯片adc及存储介质进行调度分配，对多通道交织采集模块和信号分析模块的参数进行配置，同时，在采样过程中与外界进行信息交互；
5、时钟模块用于提供电磁信号采集分析系统采样需要的时钟资源，负责控制多通道交织采集模块的启动以及模数转换芯片adc同步工作；
6、多通道交织采集模块用于通过信号采集板进行宽频带的实时高速信号的采集并存储在存储介质中，同时对实时采集并存储的初始信号进行重新分布，按照单块模数转换芯片adc和多通道交织采集模块的时序关系对重新分布后的信号进行融合处理；
7、信号分析模块用于对多通道交织采集模块输出的信号数据进行参数可配置的滤波处理，并对滤波过后的信号数据进行波束合成以及频域分析。
8、核心控制模块为cpu处理器。
9、多通道交织采集模块包括多块fpga信号采集板和多块fpga数据存储板，fpga信号采集板和fpga数据存储板一一对应，fpga数据存储板均具有pcie接口，支持与外界进行信息交互，每块fpga信号采集板均外接不少于两块模数转换芯片adc。
10、多通道交织采集模块从核心控制模块处获取配置参数，接收核心控制模块发送的任务调度控制信号，并向核心控制模块反馈采样状态信息，多通道交织采集模块从核心控制模块处获取的配置参数具体包括采集通路序号
11、、采样带宽、采样速率和采样模式。
12、时钟模块由多块fpga时钟时序处理板构成，包括三类时钟资源，具体为：参考时钟资源、系统采样时钟资源以及各通道采样的触发时钟；
13、参考时钟资源用于提供给核心控制模块、多通道交织采集模块和信号分析模块正常工作的clk信号；
14、系统采样时钟资源用于提供给多通道交织采集模块中的模数转换芯片adc需要的fclk信号作为高速采样时钟；
15、各通道采样的触发时钟用于开启多通道的模数转换芯片adc的控制时钟信号。
16、多路模数转换芯片adc利用时间交织的方式，在保证时序正确的情况下，对外界信号进行选定模式下的高速采集，选定模式通过核心控制模块进行选择，包括连续采集模式，脉冲采集模式以及过门限采集模式。
17、信号分析模块包括滤波模块、波束合成模块和频域分析模块，滤波模块通过核心控制模块下发滤波系数，配置参数完成后，进行滤波处理；波束合成模块通过核心控制模块下发波束合成参数，配置参数完成后，进行波束合成；频域分析模块通过对波束合成后的信号进行傅里叶转换，频谱分析，求解参数。
18、滤波系数包括滤波器阶数，滤波器种类、滤波器长度；波束合成参数包括，波束合成模式，波束合成信号区域，波束合成指向、中心频率。
19、一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析方法，用于复杂电子对抗环境下的电磁信号采集分析，包括以下步骤：
20、s1，检查电磁信号采集分析系统各板卡连接状态，检查无误后准备上电；
21、s2，时钟模块启动，各模块开始初始化，核心控制模块下发同步命令，进行多通道交织采集模块波门内的脉冲信号同步工作，直至完成，并向核心控制模块反馈同步完成信号；
22、s3，核心控制模块预设多通道交织采集模块配置参数以及信号分析模块参数，得到配置完成的反馈信息后，发送存储开启信号、采集开始信号，时钟模块供给高速采样时钟，采样触发脉冲，开始采样，同时各fpga信号采集板将采样过程中的状态信息反馈至核心控制模块，核心控制模块进行检测；
23、s4，采样过程若有异常，核心控制模块发送存储开启信号、采集开始信号终止，否则保持监控状态，直至结束；
24、s5，信号分析模块对采集到的信号进行数字信号处理，分别进行数字滤波、波束合成及频域分析，并将处理结果反馈给核心控制模块；
25、s6，采集信号完成后，核心控制模块发送采样终止信号，fpga数据存储板关闭存储模式，采样板停止采样过程。
26、多通道交织采集模块配置参数具体为：采集通路序号，采样带宽，采样速率，采样模式参数，信号分析模块配置参数具体为：滤波系数、波束合成参数。
27、与现有技术相比，本技术的有益效果是：
28、本技术通过多通道交织采集的方式，在实现电磁信号采集、信号存储等基础功能之上，进一步提高了电磁信号实时采集系统的采样速率、采样精度以及系统稳定性，同时降低了经济成本。
29、本技术针对不同场景下的应用需求，针对多通道采集模块预设了不同模式的采样功能，便于系统更好地适应未来的场景需求。
30、本技术结合实际的应用需求，针对采集的信号进行了信号分析功能的开发，通过对采样得到的电磁信号数据进行了部分参数可配置的数字信号处理，便于快速获取所采集信号的部分基础参数，为进一步的数据分析工作提供了极大的助力。
1.一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，用于复杂电子对抗环境下的电磁信号的采集分析，其特征在于，包括：核心控制模块、时钟模块、多通道交织采集模块和信号分析模块，时钟模块的信号输出端分别连接核心控制模块、多通道交织采集模块和信号分析模块的信号的信号输入端；核心控制模块的信号输出端分别连接时钟模块、多通道交织采集模块和信号分析模块的信号输入端；多通道交织采集模块的信号输出端连接信号分析模块的信号输入端；信号分析模块的信号输出端连接核心控制模块的信号输入端；
2.根据权利1所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，核心控制模块为cpu处理器。
3.根据权利1所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，多通道交织采集模块包括多块fpga信号采集板和多块fpga数据存储板，fpga信号采集板和fpga数据存储板一一对应，fpga数据存储板均具有pcie接口，支持与外界进行信息交互，每块fpga信号采集板均外接不少于两块模数转换芯片adc。
4.根据权利3所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，多通道交织采集模块从核心控制模块处获取配置参数，接收核心控制模块发送的任务调度控制信号，并向核心控制模块反馈采样状态信息，多通道交织采集模块从核心控制模块处获取的配置参数具体包括采集通路序号、采样带宽、采样速率和采样模式。
5.根据权利1所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，时钟模块由多块fpga时钟时序处理板构成，包括三类时钟资源，具体为：参考时钟资源、系统采样时钟资源以及各通道采样的触发时钟；
6.根据权利4所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，多路模数转换芯片adc利用时间交织的方式，在保证时序正确的情况下，对外界信号进行选定模式下的高速采集，选定模式通过核心控制模块进行选择，包括连续采集模式，脉冲采集模式以及过门限采集模式。
7.根据权利1所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，信号分析模块包括滤波模块、波束合成模块和频域分析模块，滤波模块通过核心控制模块下发滤波系数，配置参数完成后，进行滤波处理；波束合成模块通过核心控制模块下发波束合成参数，配置参数完成后，进行波束合成；频域分析模块通过对波束合成后的信号进行傅里叶转换，频谱分析，求解参数。
8.根据权利7所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析系统，其特征在于，滤波系数包括滤波器阶数，滤波器种类、滤波器长度；波束合成参数包括，波束合成模式，波束合成信号区域，波束合成指向、中心频率。
9.一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析方法，用于复杂电子对抗环境下的电磁信号采集分析，基于如权利要求1至8中任一项所述的电磁信号采集分析系统实现，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于实时多通道高速采集的电磁信号采集分析方法，其特征在于，多通道交织采集模块配置参数具体为：采集通路序号，采样带宽，采样速率，采样模式参数，信号分析模块配置参数具体为：滤波系数、波束合成参数。
