[发明专利]无预选器频谱仪外混频方式下的外部自动信号识别方法

说明书

技术领域

本发明属于微波信号的频谱分析领域，特别是涉及一种信号识别方法。

背景技术

目前频谱分析仪一体机的工作频率最高可以到70GHz。为使这样的频谱分析仪能够在更高频率上工作，一般需要连接外混频器对频谱分析仪进行扩频。应用了外混频器的频谱仪的工作频率甚至可以达到320GHz。外混频器分两种，一种带有预选器，另外一种不带预选器。带预选器的混频器价格比不带预选器的混频器要昂贵得多，而且目前市场上带有预选器的混频器的最高工作频率只能做到75GHz，在75GHz之上工作只能应用不带预选器的混频器。

通常对频谱仪进行扩频的外混频器采用了谐波混频的工作方式。这种混频方式的问题在于单一频率的输入信号经混频后会出现频谱仪无法识别的“多重”响应。带有预选器的混频器可以消除这种“多重”响应，使得当输入需要分析单一频率的信号时，频谱仪仅输出一个与输入信号的频率相等的谱线。然而外混频器无预选器时单一频率的输入信号进入混频器后，由于混频后“多重”响应的存在，频谱仪的输出就会显示出多条谱线，导致很难对输入信号的频谱进行分析。

图1示出现有技术的频谱仪系统100的示意图。频谱仪系统100包括无预选混频器2，频谱仪3。频谱仪系统100要分析的信号是由信号源1产生的例如W波段的毫米波信号，频率范围为75GHz～110GHz。为使频谱仪3，其一阶本振信号的扫描范围例如为3GHz～6.8GHz，的工作频率扩展到包含该毫米波信号的波段，采用了无预选器的外混频器2对该频谱仪进行扩频。在这种情况下频谱仪的一阶本振信号f_LO送入混频器。由于混频器的非线性，频谱仪的该一阶本振信号在混频器中产生了丰富的谐波。这种情况下频谱仪3工作在谐波混频方式。图2示出图1所示频谱仪系统的谐波混频的工作原理图。

在图2中由图1中信号源1产生的输入信号f_S和来自频谱仪的一阶本振信号f_LO在混频器2中进行谐波混频，经谐波混频后的混频信号输出至频谱仪的中频滤波器。当该混频信号的频率等于该中频滤波器的中心频率时，即输入信号f_S和一阶本振信号f_LO的谐波满足公式(1)时，该混频信号就能通过该中频滤波器成为中频信号f_IF，然后该中频信号f_IF经过频谱仪的进一步处理在显示屏上显示出谱线。

f_S＝n·f_LO±f_IF                                (1)

式中f_S是输入信号的频率，f_LO是频谱仪一阶本振信号的频率，n是正整数，表示一阶本振信号谐波的谐波次数，f_IF是频谱仪中频滤波器的中心频率，例如

f_IF＝310.7MHz

一般情况下，当对频谱仪进行扩频时，只选用频谱仪整个扫描范围中的一段频率范围例如4.15GHz～6.09GHz作为一阶本振信号f_LO进行扫描。当输入信号f_S例如是75GHz～110GHz的毫米波信号时，对于由公式(1)得到的公式(2)

n=fS+‾fIFfLO---(2)]]>

把f_LO和f_S的扫描范围的上下限以及中频滤波器的中心频率f_IF代入该式(2)可得：