[发明专利]基于单次变频技术实现超宽带信号分析功能的电路结构

说明书

本发明涉及一种基于单次变频技术实现超宽带信号分析功能的电路结构，包括预滤波器模块用于抑制带外信号；第一通道电路模块用于处理经过滤波器的输入信号；第二通道电路模块用于处理经过滤波器的输入信号；扫描同步发生器用于同步处理第一通道电路模块和第二通道电路模块的本振信号和数字振荡器频率以及检波输出；比较电路模块用于比较两路DET信号，并将幅度低的信号输出。采用了该基于单次变频技术实现超宽带信号分析功能的电路结构，实现了宽频带信号的测量与分析，电路结构简单，具有单次变频的优点，电路的功耗降低，可靠性提高，而成本大幅降低；可实现宽频段频率覆盖，同时有效解决了单级变频产生的镜频干扰问题。具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及信号分析领域，尤其涉及宽带信号分析仪领域，具体是指一种基于单次变频技术实现超宽带信号分析功能的电路结构。

背景技术

信号分析仪是广泛应用的射频测量设备，其突出优点是测量频段宽、灵敏度高、线性度好等优点，广泛应用于通信、通信、导航、雷达等领域。典型的宽带频谱分析仪测量频率范围可以从低频连续覆盖微波频段，比如30Hz～6GHz。为了达到优良的测量精度和动态范围，这种设备大都采用了超外差技术架构，将被测信号通过变频技术搬移到一个固定的中频频率上处理，由于变频技术中的镜像频率的存才，这种宽带设备大都采用了2～4级变频方案实现全频率的覆盖。变频级数的增加，相应增加了本振、滤波及放大电路等，这就造成了这种宽带设备的复杂度高，电路的成本、体积和功耗都较高。

图1是一个典型的宽带信号分析仪原理框图。该方案采用了3级变频的技术方案。在这个结构里，所有的被测信号都被搬移到固定频率为IF3的中频频率上。第一级变频一般采用高中频方案，即中频频率大于射频频率。因此，为满足频率测量范围的要求，第一本振必须覆盖一定的频率范围且与整个扫描电路同步调谐。其后是第二、第三级变频，由于输入输出都是固定的频率，因此其本振频率都是固定的。整个结构的调谐方程如下：

f_1stLO-f_RF＝f_1stIF

f_1stIF-f_2ndLO＝f_2ndIF

f_2ndIF-f_3rdLO＝f_3rdIF

式中，f_RF为射频输入频率，f_1stLO为第一本振频率，f_1stIF为第一中频频率，f_2ndLO为第二本振频率。f_2ndIF为第二中频频率，f_3rdLO为第三本振频率，f_3rdIF为第三中频频率。

之所以采用如此复杂的多级变频方案，是由于混频器会产生额外的镜频干扰。如果采用图2的一次变频方案，简化硬件电路，直接将被测信号变频到中频。此时的调谐方程如下：

f_LO-f_RF＝f_IF；

式中，f_RF为射频输入频率，f_LO为第一频率，f_IF为中频频率。

根据调谐方程，当本振扫描频率调谐到f_LO＝f_RF-f_IF时，会产生1个-f_IF的同频信号，这是造成宽带接收机很少采用这种一次变频的主要原因。因此，这种一次变频的电路通常用于窄带信号测量与分析，图2中得前端Pre Filter一般采用带通滤波器，带通滤波器的带宽小于中频频率的2倍。

综上所述，多级变频方案可实现宽带频率覆盖，但结构复杂，成本高。单次变频虽然结构简单，但只能实现窄带频率覆盖。

发明内容