随着无线通信技术的快速发展,各种无线通信设备广泛应用于电视广播、卫星通信、移动通信等人们生活的各个领域。频谱资源作为无线通信技术的基础,无线通信设备的不断增加导致了频谱资源面临严重的短缺。通过对周围电磁频谱环境的监测感知,为频谱监管提供数据依据,利用频谱决策、频谱搬移等技术实现对电磁频谱的动态管理,可以提高电磁频谱的利用效率。而频谱监测作为频谱管理的基础,是对电磁频谱科学规划、高效利用的必要条件。因此电磁频谱快捷变接收监测节点的设计与实现对提高电磁频谱利用率具有重要意义。针对目前传统电磁频谱频谱监测设备体积大、功耗高等缺点。本文设计的电磁频谱快捷变接收监测节点以小型化、低功耗为设计目标,具有易于升级维护特性,可以满足边海防、远洋、岛屿以及野外等人员难以抵达环境的频谱监测需求。本文的主要工作与创新如下:本文首先根据电磁频谱快捷变接收监测节点小型化、低功耗设计目标,确立了以零中频架构的AD9361捷变收发器为射频接收前端,以ZYNQ为数字基带处理与系统控制单元的系统总体设计方案。通过对AD9361射频收发器结构及其工作原理的研究,根据系统设计指标,生成相应的配置参数,通过SPI接口实现了AD9361的寄存器配置。完成了射频前端数据接口的逻辑设计与调试,实现了电磁频谱监测节点对电磁信号的实时采集。通过研究ZYNQ平台中系统片内AXI总线协议,完成了频谱监测系统控制模块设计,实现了FPGA对控制命令的解析以及监测数据的快速上传。根据频谱监测功能需求对频谱监测的数字信号处理部分进行模块划分,完成了信号预处理、信号加窗运算、快速傅里叶变换、频谱估计、对数运算、频谱搬移、监测数据上传等模块硬件逻辑设计。频谱监测设备的数据处理速度决定系统的性能。本文在数据处理流程中,通过提高数据处理时钟加快数据处理速度,实现了频谱的定频监测功能以及数字扫频监测功能。最后以电磁频谱扫频监测技术为基础,设计一种基于能量检测的快速搜索宽带跳频信号监测方法,在硬件平台上实现了宽带跳频信号的监测。首先针对跳频信号的宽带宽、跳变快的特点,对数字频谱扫描监测流程进行优化改进,设计宽带跳频信号分段监测流程,确保在跳频信号的驻留时间内,完成对跳频带宽内跳频信号的检测。跳频信号检测结果通过ARM上传给上位机,实现了跳频图案在上位机端的可视化显示。通过搭建系统测试平台,对电磁频谱接收监测节点进行系统性能测试,根据测试结果,本课题设计的电磁频谱接收监测设备达到了课题要求。