频谱分析仪广泛地应用于生产生活、教学科研、军事国防等领域,特别是便携式频谱仪,因其便于实时监测某些特定频段的频谱信息,极大提高了工作效率,成为无线电监测、精密仪器生产等领域的研究热点。深入分析了频谱分析仪的工作原理和流程,设计了基于优化混频器的数字下变频系统,提出了基于自适应FFT的频谱计算算法并利用软件实现,最终实现了便携式频谱分析仪。具体研究内容如下:(1)针对传统数字下变频数据处理过程中功耗高的问题,设计了一种基于优化混频器的数字下变频系统。通过把混频器并入到抽取滤波器组,重新布局FPGA硬件资源的分布,减小了功耗。(2)针对单一基数计算信号频谱时速度慢、使用不灵活的问题,提出了一种自适应FFT频谱计算算法。通过融合多种基数并加入选择判断机制,自动选择计算量最少的基数进行频谱计算,加快频谱计算速度,提高了频谱显示的实时性。(3)利用提出的算法设计并实现了一套定制类便携式频谱分析仪。通过与标准频谱仪的功耗和频谱刷新时间对比实验,验证了本机在功耗和时间上的优势。