随着5G的全球商用时代的到来,频谱资源作为重要的战略资源也越来越被国家重视。军用或者民用设备的逐年增多,无线电频谱资源的需求和其本身的有限性之间的矛盾愈发显现。某些不法分子非法利用频谱资源牟利,危害国家社会安全。因此为了科学化管理频谱资源,提高频谱利用率,打击违法行为,提高频谱监测能力的必要性不言而喻。同时电子设备智能化、微型化的趋势已然形成,对于电子设备的性能和集成度提出了更高的要求。因此设计开发便携式的频谱监测分析设备具有重要意义。针对以上问题,本文开展了基于嵌入式片上系统平台的便携式的频谱仪的系统设计研究,研究内容包括了频谱分析的理论基础,整个系统的总体设计,频谱分析软件的功能实现和最终的测试与验证。本文的具体工作如下:对于频谱仪系统的总体设计,从功能需求入手,比较超外差式接收机架构和零中频接收机架构的优劣,设计了基于Zynq嵌入式平台和AD9371射频收发器结合的系统硬件结构。针对本文的设计需求,实现Zynq的嵌入式Linux开发环境的搭建。同时利用ADI公司提供的Libiio库编程设计实现了对AD9371的配置使用。对频谱监测分析工作进行了理论研究,重点研究了信号的各种时频分析方法和常见数字信号的解调方式。通过matlab仿真验证方法的正确性,为后续工程中的功能实现打下理论基础。完成了频谱仪的图形应用软件的设计与实现。本文采用QT平台实现了对应用软件的编写,主要介绍模块化的软件设计其中包括信号处理模块,图形显示模块,数据存储模块,数据通信模块。本应用软件实现了时频图像、瀑布图的实时显示,上位机与底层硬件的网络通信,信号的解调分析,数据的存储读取等功能。也利用了多线程的手段加速了软件的运行效率。最后本文对整个系统的功能进行了测试与验证,保证了系统的基本功能的正确性和可靠性。