射频频谱分析仪的设计研究

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1、射频频谱分析仪的设计研究TheResearchontheDesignTechniqueofRFSpectrumAnalyzer作者姓名梁强学位类型王程亟±学科、专业(工程领域)丛墨邀塞工程研究方向丝遮通信测量毯墨导师及职称扬丞题副敦援割塑逛班宣旦2006年5月26日射频频谱分析仪的设计研究摘要在现代移动通信、广播电视、科研生产等各种领域中，频域测试已成为解决问题的必要手段，而频谱分析仪则是实现这～手段的基础工具。本论文从频谱分析仪的基本原理和设计基础出发，深入讨论了新型射频频谱分析仪的设计原理和实现方法。以成熟的超外差式方案为基础，采取

2、多重扫描射频开关交指滤波技术，解决了设计中低成本和高性能的矛盾。论文重点讨论了射频频谱分析仪整机方案的设计考虑以及各个模块的设计思路，包括逐点锁相数字扫频合成本振、射频一体化集成、多模混合中频带宽处理、大规模数字集成检波设计等，给出了软件控制的流程图，并对整机电磁兼容性设计进行了描述。分析了频谱分析仪的误差来源以及补偿和校准处理方法，并给出了校准过程的流程图。测试结果表明所设计的分析仪输入频带宽、频率分辨力和扫频准确度高，达到国际同类产品先进水平。关键词：射频频谱合成本振电磁兼容TheResearchontheDesignTechniq

3、ueofRFSpectrumAnalyzerAbstractInthcfieldssuch硒modcmcommunication，broadcastandtelevision，sciemificresearchandproductionexploitation，thetestoffrequencydomainhaSalreadybecometheessentialmeanstosolveproblems．Spectralanalyzeristhebasictooltorealizethefuction．Inthispaper,theba

4、sicprincipleofthespectralanalyzerisintroduced，andanewkindofthedesignmethodtocomposetheRF(RadioFrequency)spectralanalyzerisdiscussed．Inthismethod，superbeterodyneschemeisadopt，multipleRFinterdigitalisscandinthefiltertechnology．111eproblemoflowcostto11igh-performanceissolve

5、d．Theschemeofspectralanalyzerandeachmodulearedesigned，includingall—banddigitalsweepPLL(PhaseLockedLoop)localoscillator,RFmoduleintegratedtechnology,IF(IntermediateFrequency)bandwidthtreatment，digitaldetector,diagramofsoftware,EMC(ElectromagneticCompatibility)etc．．Theerro

6、rssourceofthespectralanalyzerarecompensated．TheresultshowedthattheanalyzerhaswideinputBequencyrange，nalTowRBW(ResolutionBandwidth)andhighscanningaccuracy,anditreachestheinternationaladvancedIcvcLKeywords：RadioFrequency，Spectrum，SyntheticalLocalOscillatorElectromagneticCo

7、mpatibility插图清单图2-1复数旋转向量在虚轴上的投影来表示正弦信号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4图2—2时域和频域关系示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4图2—3近似方波信号的傅立叶变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图2—4FFT频谱仪简化框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8图2-5根据外差原理工作的频谱分析仪方框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9图2-6扫频超外差式频谱分析仪原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10图2—7记录频谱的图形显示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1l图2—8外差式频谱分析仪的镜像抑制⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12图2—9高斯滤波器传输函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图2一10使用FFT的频谱分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16图2一11用包络检波器对中频信号检波⋯⋯⋯