宽带频谱监视是通过接收机检测复杂电磁环境中各种频谱资源的使用情况,研究宽带频谱监视系统的设计不管是在民用领域还是军事领域都具有重要的意义。然而,随着电子通信技术的飞速发展,信号的频率和带宽越来越高,按照传统的奈奎斯特采样方法,现有的ADC采样率、数字处理器和存储器难以满足超宽带频谱监视的需求。基于压缩感知理论的调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)能以远低于奈奎斯特速率的采样率对宽带稀疏信号实行盲采样,通过重构算法高概率地重构原始信号,在宽带频谱监视系统设计中有着广泛的应用前景。本文研究内容是设计基于MWC的欠奈奎斯特采样宽带频谱监视系统,主要包括以下个方面:一、针对MWC硬件电路的非理想因素,建立混频器、低通滤波器、ADC的非理想因素仿真模型。分析非理想因素的产生原因,通过仿真实验,研究支撑集重构概率随非理想因素的变化关系。仿真结果表明:如果系统的通道数足够多,非理想因素对系统的不良影响会被削弱,对系统有一定的优化作用。研究非理想因素对系统的影响,对设计MWC硬件系统具有一定的指导意义。二、根据MWC硬件原型,提出系统设计的总体架构,给出硬件实现的框架以及系统实现的具体参数,完成了四通道的MWC硬件板卡设计。详细介绍MWC模拟前端各电路模块和电源管理模块的设计。利用FPGA的高速串行数据收发器(Gigabit Transceiver X,GTX)产生高速伪随机序列,从观察到的时域波形和频谱可以看出,用此方法产生的高速伪随机序列满足MWC系统处理宽带稀疏信号的要求。三、针对50MHz-500MHz的宽带稀疏信号,利用示波器和上位机软件,以83.3MHz的低采样率对四通道MWC硬件系统进行了测试。测试验证表明该系统可以有效地恢复出单载频信号、QPSK信号以及单载频信号和QPSK信号的混合信号的频谱,对宽带稀疏信号具有良好的重构性能。