[发明专利]一种频域快速扫描测量的装置

说明书

技术领域

本发明属于外差扫描式频域测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种频域快速扫描测量的装置。

背景技术

随着无线电技术和通信技术的发展，信号的频域分析测量逐渐成为大频段范围信号分析的重要手段。其中对电信号参量进行测量，往往要对信号进行频域测量。大频段的频域分析测量方式通常是：将射频信号经外差扫描变频至中频，再经滤波器提取对应的频率分量，其中中频滤波按实现方式可分为模拟式和数字式两种，其主要区别在于中频部分分别采用了模拟中频或数字中频技术实现。模拟中频技术使用了模拟滤波器作为带宽滤波器，滤波器输出稳定需要一段响应时间，而随着滤波器带宽变窄，稳定时间会变长，所以在分析带宽较小时其所要求的响应时间就变得很长，从而造成了频域测量的扫描时间过长，测试效率低下，而数字中频技术采用数字滤波器技术可以较好地克服这个稳定时间较长的问题。

图1是传统的外差式频域测量装置的结构框图。

如图1所示，目前一般的外差扫描式频域测量装置通过本振扫描混频的方式得到中频信号再分析，依次获取被测信号不同频率分量的幅相信息。被测信号通过低通滤波器，与一个来自本地振荡器LO的信号进行混频，也就是进行频谱搬移得到中频信号，如果混频后输出的中频信号的频率落在分析带宽滤波器的带通范围内，那么该信号将通过分析带宽滤波器，经过后续的检波处理后输出显示。外差扫描式频域测量装置对被测信号的选择是按时间顺序进行的，是一个扫描调谐的过程，所以在某一瞬间只能执行一个频率点的信号扫频，扫描发生器发送扫描命令逐点实现扫宽内的全部频点扫描，其中分析带宽是频域测量的一项重要指标，通常是指分析带宽滤波器的3dB带宽，它表征了频域测量装置区分两个相同幅度，不同频率信号的能力。为达较高分辨力测试，射频前端在极细步进的频点上变频处理，对于以模拟器件为主的扫描本振同样需要较长的稳定时间，同样影响测量速度，同时，由于一般测量时间有限制，在测量时间内所检测到的步进频点数目也就受到限制，使得测量到信号幅值与频率精度同样受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种频域快速扫描测量的装置，利用数字中频处理方法，通过锁相扫频本振与数字快扫相结合方式，具有频域测量精度高、测量时间短的特点。

为实现上述发明目的，本发明

一种频域快速扫描测量的装置，其特征在于包括：一射频前端模块、一中频采样器、一控制器和一数字中频处理模块；

所述的射频前端模块包括：一射频通道、一锁相扫频本振模块、一变频模块和一射频前端滤波模块；所述的数字中频处理模块包括：一数字快扫部件、一分析带宽滤波器及检波模块；

射频信号RF经射频通道输入到变频模块，与锁相扫频本振模块产生的本振信号经混频处理后输入到射频前端滤波模块，射频前端滤波模块再进行滤波处理得到中频信号；

射频前端模块输出的中频信号经过中频采样器采样处理后得到中频数据，再将中频数据输入到数字中频处理模块，数字中频处理模块中的数字快扫部件在扫描宽度内按照扫频步进调谐输出数字正交信号，并与中频采样器输出的采样信号进行快扫式下变频处理，得到基带信号；

装置启动时，控制器向锁相扫频本振模块发送第一个扫频点命令，锁相扫频本振模块在接收到控制器发送的该扫频点命令后生成第一个频点的本振信号；在第一个扫频点命令发送后，延迟时间T1，T1为锁相扫频本振模块产生一个本振信号与射频输入信号进行混频处理所需要的稳定时间，控制器再向数字快扫部件发送第一个快扫点命令，数字快扫部件接收到控制器发送的该命令后生成第一个快扫点的数字正交信号；在第一个快扫点命令发送后，延迟时间T2，T2为数字快扫部件产生的数字正交信号与中频采样器输出的采样信号进行快扫式下变频处理所需要的稳定时间，控制器向分析带宽滤波器及检波模块发送数字滤波和检波命令，当分析带宽滤波器及检波模块收到该数字滤波和检波命令后，对基带信号进行数字滤波和检波并输出该点的幅相数据；

在第一个快扫点的数字滤波和检波完成后，控制器继续向数字快扫部件发送下一个快扫点命令，并依次执行与第一个快扫点的相同处理，直到最后一个快扫点，完成射频前端模块的第一个扫频点扫描；

控制器继续向射频前端发送下一个扫频点命令，并依次执行与第一个扫频点的相同处理，直到最后一个扫频点，完成一次频域扫描进程。

进一步地，所述的射频前端模块的扫频步进为射频前端滤波模块通带宽度的1/L，L的取值满足射频前端模块能够捕捉到被测信号。