連至第一只射頻二極管的陰極，另一路射頻信號互連至第二只二極管的陽極。第一只射頻二極管的陽極和第二只二極管的陰極互連，然后通過一電阻送到由高低阻抗線構(gòu)成的低通濾波器(5)，由低通濾波器(5)輸出中頻信號。LO本振信號通過射頻巴倫(3)，變?yōu)槠胶庑盘枺謩e驅(qū)動圖3中的A和B兩點，使得兩個射頻二極管工作在開關(guān)狀態(tài)。實驗表明LO本振信號功率必須足夠約為+Ildbm，功率過小則不能使得兩個射頻二極管工作，過大則可能損壞射頻二極管或使造成過多的本振信號泄露。低通濾波器(5)為由高低阻抗線構(gòu)成的低通濾波器。帶通濾波器(I)、低通濾波器(5)的帶通頻率和帶阻頻率由實際需要確定。
[0028]圖2為本發(fā)明又一實施例射頻頻譜分析儀的更為詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)圖。其中，低噪放大器(6)可由GaAsFET等低噪元器件構(gòu)成，用以以提高整個系統(tǒng)的信噪比。即可用麗IC實現(xiàn)單片放大。
[0029]圖2為本發(fā)明又一實施例射頻頻譜分析儀的更為詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)圖。其中，前端匹配電路(7)，充當(dāng)?shù)驮敕糯笃?6)的輸出濾波器，又充當(dāng)?shù)驮敕糯笃?6)到高速AD轉(zhuǎn)換器
(8)的匹配。使得中頻信號在頻率低時和頻率高時的幅頻特性基本保持一致。
[0030]圖2為本發(fā)明又一實施例射頻頻譜分析儀的更為詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)圖。其中，高速AD轉(zhuǎn)換器(8)可采用美國AD公司或BB公司的高速AD器件。高速AD轉(zhuǎn)換器的采樣速率和分析的中頻帶寬有直接聯(lián)系，按照需要選擇。
[0031]圖2為本發(fā)明又一實施例射頻頻譜分析儀的更為詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)圖。其中，數(shù)據(jù)處理(9)采用FPGA器件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的算法，亦可采用DSP或ARM器件。算法的程序結(jié)構(gòu)方框圖如圖4，第I步完成對本地振蕩器PLL的初始化工作。第2步，設(shè)置開始掃描的本地振蕩器F_L01頻率，并延時等待本地振蕩器輸出穩(wěn)定。第3步，觸發(fā)高速AD開始，采樣的點數(shù)個需要的中頻的頻率分辨率有關(guān)，根據(jù)需要的中頻頻率最小分辨率，選擇最少的采樣點數(shù)。當(dāng)然，如果對處理延時沒有過多要求，則盡可能多的選擇采樣點數(shù)，已得到足夠小的中頻頻率分辨率。第4步，當(dāng)計數(shù)到設(shè)定的采樣點數(shù)，則停止采樣，否則繼續(xù)采樣。第5步，對采樣的數(shù)據(jù)做FFT處理，得到中頻信號中的頻率分量對應(yīng)的頻率值依次存儲在F_IF1 [η]中，F(xiàn)_IFl [η]為一 η維的數(shù)組。第6步，改變本地振蕩器頻率為F_L02，F(xiàn)_L02= F_L01+ Λ F或F_102= F_L01-AF，的取值根據(jù)需要選取，建議為0.1MHz至IMHz。，的最小取值和本地振蕩器最小頻率分辨率有關(guān)，當(dāng)然也和中頻的最小頻率分辨率有關(guān)，故不可以取的過小。的最大取值和中頻的分析的最大帶寬有關(guān)，若取值過大，則射頻輸入信號和本振諧波混頻后得到的信號可能大大超出中頻分析的帶寬，使得本次測試失敗，故也不可以取的過大。第7步，當(dāng)計數(shù)到設(shè)定的采樣點數(shù)，則停止采樣，否則繼續(xù)采樣。第8步，對采樣的數(shù)據(jù)做FFT處理，得到中頻信號中的頻率分量對應(yīng)的頻率值依次存儲在F_IF2 [η]中，F(xiàn)_IF2[n]為一 η維的數(shù)組。第 9 步，計算倍頻數(shù) N= ( F_IFl[i]- F_IF2[i])/( F_L01_ F_L02) |，其中 i 為一自然數(shù)，表示中頻信號中的第幾個頻率分量。第10步，計算輸入的未知射頻頻率Fi，如果(F_IFl[i]< F_IF2[i])為真，則有 Fi=N*F_L01 +F_IF1 [i]，否則，有 Fi=N*F_L01 _F_IFl[i]，其中Fi的射頻功率和F_IFl[i]的中頻信號功率存在某種對應(yīng)關(guān)系，可有F_IFl[i]的信號功率得到頻率為Fi的射頻功率。上述過程僅描述了一次測量的過程，同理可知，設(shè)置一個本振掃描的起始頻率Fl，和終止頻率F2，以為步進(jìn)頻率增量掃描，重復(fù)上述步驟(F2-F1) /Δ F次，即完成一次完整的測量過程。
【主權(quán)項】
1.一種寬帶射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:帶通濾波器(I)，諧波混頻(2)，射頻巴倫(3)，本地振蕩器(4)，低通濾波器(5)，低噪放大器(6)，前端匹配電路(7)，高速AD轉(zhuǎn)換器(8)，數(shù)據(jù)處理(9); 其中，射頻信號輸入到帶通濾波器(I)，濾除工作帶寬之外的射頻信號，再送到諧波混頻⑵。2.射頻信號和本地振蕩器(4)的諧波在諧波混頻(2)處進(jìn)行混頻，獲得中頻信號，送給低通濾波器(5)，濾除中頻信號以外的信號。3.中頻信號送到低噪放大器(6)，發(fā)大中頻信號到需要的功率。4.低噪放大器(6)輸出的中頻信號送到前端匹配電路(7)，完成匹配和濾波再送到高速AD轉(zhuǎn)換器(8)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由數(shù)據(jù)處理(9)進(jìn)行分析。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:低噪放大器￠)的輸出通過前端匹配電路(7)，高速AD轉(zhuǎn)換器(8)，完成匹配和中頻信號的采集。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:高速AD轉(zhuǎn)換器(8)轉(zhuǎn)換的到的數(shù)據(jù)，送到數(shù)據(jù)處理(9)，完成對數(shù)據(jù)的分析。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:帶通濾波器(I)、射頻巴倫(3)、低通濾波器(5)均可采用高低阻抗線結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:諧波混頻(2)由一只共體射頻二極管，即參數(shù)相近的兩只射頻二極管構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:射頻巴倫(3)采用射頻同軸線結(jié)構(gòu)的巴倫，亦可采用傳輸線結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:本地振蕩器(4)采用PLL+分頻器結(jié)構(gòu)，振蕩頻率為數(shù)字可控。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理(9)采用FPGA器件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的算法，亦可采用DSP或ARM器件實現(xiàn)算法。
【專利摘要】本發(fā)明屬于射頻測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶射頻頻譜分析結(jié)構(gòu)。因所述裝置采用Harmonic？Mixer，有頻譜分析裝置在較寬頻率范圍工作時，使得本地振蕩器的頻率變化范圍減小，降低了本地振蕩器的設(shè)計難度。同時由于Harmonic？Mixer的輸出頻譜中含有除了有用信號之外的其他多種信號，而在本裝置中采用一種算法，實現(xiàn)由Harmonic？Mixer的輸出信號，直接解算得輸入信號的頻譜。
【IPC分類】G01R23/165
【公開號】CN105044461
【申請?zhí)枴緾N201510340065
【發(fā)明人】魏騰飛
【申請人】魏騰飛
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月18日