一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，射頻信號(hào)通過(guò)超寬帶同軸連接器輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或多個(gè)頻段；擴(kuò)頻頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生擴(kuò)頻所需的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生原信號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào)；擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一路，進(jìn)行濾波放大后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。
【專利說(shuō)明】
一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)頻域分析領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻 的裝置，還涉及一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代信號(hào)/頻譜分析儀具有優(yōu)良的測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍、相位噪聲、測(cè)試幅度精度和測(cè)試 速度，是信號(hào)頻域分析的重要工具，廣泛應(yīng)用于微波通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、EMC測(cè)試等 領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)信號(hào)/頻譜分析儀的頻率范圍、測(cè)試靈敏度等提出了更 高的要求。
[0003] 現(xiàn)有的信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行頻段擴(kuò)展主要有兩種方案，一種是RS公司采用傳統(tǒng) 的方案，通過(guò)設(shè)計(jì)超寬帶的前端程控步進(jìn)衰減器、開(kāi)關(guān)、復(fù)雜的變頻鏈路等，實(shí)現(xiàn)了一體化 的67GHz、85GHz超寬帶信號(hào)/頻譜分析儀，可以實(shí)現(xiàn)3Hz-67GHz或3Hz-85GHz全頻段的快速掃 描測(cè)試。
[0004] 另一種現(xiàn)有技術(shù)方案是采用系列波導(dǎo)頻段的擴(kuò)頻模塊，射頻信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)矩形波 導(dǎo)接口輸入，與信號(hào)/頻譜分析儀提供的內(nèi)部本振信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的混頻公式，配置相 應(yīng)的控制軟件，在擴(kuò)頻模塊內(nèi)進(jìn)行混頻。有的方案是混頻直接產(chǎn)生較低頻率的中頻信號(hào)輸 入到信號(hào)/頻譜分析儀的"中頻輸入"端口；有的方案是混頻后產(chǎn)生較高的第一中頻信號(hào)，輸 入到信號(hào)/頻譜分析儀的"射頻"端口，然后進(jìn)行分析處理，并在信號(hào)/頻譜分析儀上顯示結(jié) 果。
[0005] RS公司一體化超寬帶信號(hào)/頻譜分析儀方案成本高，價(jià)格昂貴;并且，該方案中前 端程控步進(jìn)衰減器及互聯(lián)電纜在高頻段具有較大的插入損耗，將降低整機(jī)該頻段的測(cè)試靈 敏度指標(biāo)。
[0006] 采用系列波導(dǎo)頻段擴(kuò)頻模塊的方案，每次只能進(jìn)行單個(gè)波導(dǎo)頻段的測(cè)試，不能進(jìn) 行超寬帶全頻段快速掃描測(cè)試分析。并且，該擴(kuò)頻方案需要利用信號(hào)/頻譜分析儀的內(nèi)部本 振信號(hào)，并由信號(hào)/頻譜分析儀配備專用的軟件進(jìn)行控制，要求擴(kuò)頻模塊和信號(hào)/頻譜分析 儀必須兼容，如果擴(kuò)頻模塊和信號(hào)/頻譜分析儀不是同一個(gè)廠家，或一個(gè)廠家不同時(shí)期的產(chǎn) 品，就可能存在無(wú)法連接測(cè)試的問(wèn)題。部分波段方案未配置用于濾除鏡像、多重等寄生響應(yīng) 的預(yù)選器，只能采用主機(jī)軟件算法或者二次計(jì)算法進(jìn)行鏡頻、多重寄生信號(hào)的識(shí)別，降低了 信號(hào)測(cè)量精度和測(cè)量速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶 擴(kuò)頻的裝置和方法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，射頻信號(hào)通過(guò)超寬帶同軸連接器 輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或多個(gè)頻段;擴(kuò)頻頻 段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源，鎖定在外 部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生擴(kuò)頻所需的一個(gè) 或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生原信 號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào);擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一路，進(jìn)行濾波放大后輸 入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口 進(jìn)行后續(xù)分析處理。
[0010]可選地，上述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，內(nèi)置FPGA、存儲(chǔ)器及控 制電路，接收外部計(jì)算機(jī)的程控命令進(jìn)行頻段選擇、放大或直通控制，并存儲(chǔ)了擴(kuò)頻裝置的 直通損耗、高波段變頻損耗信息，在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與信號(hào)/頻譜分析儀共同完成超 寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò)頻軟件，根據(jù)信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的 開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置信息，在外部計(jì)算機(jī)上顯示全頻段信號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)全頻段 快速掃頻測(cè)試分析。
[0011] 可選地，輸入信號(hào)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括 第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段，第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩個(gè)頻段信號(hào)分別經(jīng)過(guò) 帶通濾波、以及放大或直通處理后，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振 源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生兩 個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器，與第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻 段兩段信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出信號(hào)合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件， 與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。
[0012] 可選地，第一擴(kuò)頻頻段信號(hào)以及第二擴(kuò)頻頻段信號(hào)分別通過(guò)第一帶通濾波器和第 二帶通濾波器，濾除該頻段對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡像和多重響應(yīng)的抑 制。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，射頻信號(hào)通過(guò)超 寬帶同軸連接器輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或 多個(gè)頻段;擴(kuò)頻頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻 本振源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn) 生擴(kuò)頻所需的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào) 進(jìn)行混頻，產(chǎn)生原信號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào)；擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一 路，進(jìn)行濾波放大后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/ 頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。
[0014] 可選地，上述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，內(nèi)置FPGA、存儲(chǔ)器及控 制電路，接收外部計(jì)算機(jī)的程控命令進(jìn)行頻段選擇、放大或直通控制，并存儲(chǔ)了擴(kuò)頻裝置的 直通損耗、高波段變頻損耗信息，在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與信號(hào)/頻譜分析儀共同完成超 寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò)頻軟件，根據(jù)信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的 開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置信息，在外部計(jì)算機(jī)上顯示全頻段信號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)全頻段 快速掃頻測(cè)試分析。
[0015] 可選地，輸入信號(hào)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括 第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩個(gè)頻段，第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩個(gè)頻段信號(hào) 分別經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器；內(nèi)置點(diǎn) 頻本振源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻， 產(chǎn)生兩個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器，與第一擴(kuò)頻頻段以及第二 擴(kuò)頻頻段兩段信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出信號(hào)合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙 工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處 理。
[0016] 可選地，第一擴(kuò)頻頻段信號(hào)以及第二擴(kuò)頻頻段信號(hào)分別通過(guò)第一帶通濾波器和第 二帶通濾波器，濾除該頻段對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡像和多重響應(yīng)的抑 制。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：
[0018] (1)便捷擴(kuò)頻，實(shí)現(xiàn)全頻段快速掃頻測(cè)試分析:在低頻段信號(hào)/頻譜分析儀的基礎(chǔ) 上，利用本發(fā)明的裝置和方法，可便捷的實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的頻段擴(kuò)展，進(jìn)行全頻段快速掃頻測(cè) 試分析。
[0019] (2)全頻段無(wú)模糊信號(hào)顯示，無(wú)需進(jìn)行信號(hào)鑒別：通過(guò)合理的頻段劃分及濾波設(shè) 置，濾除擴(kuò)展頻段混頻對(duì)應(yīng)的鏡像頻率，無(wú)需進(jìn)行信號(hào)鑒別，實(shí)現(xiàn)全頻段信號(hào)的真實(shí)解析。
[0020] (3)拓展頻段可獲得更高的測(cè)試靈敏度:擴(kuò)頻裝置中50GHZ-86GHZ頻段，分段設(shè)置 低噪聲放大器，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度接收測(cè)試；因擴(kuò)頻裝置中無(wú)前端程控步進(jìn)衰減器及互聯(lián)電 纜，該頻段可獲得較一體化信號(hào)/頻譜分析儀更高的靈敏度。
[0021] (4)具有較低的相位噪聲：內(nèi)置低相噪點(diǎn)頻本振源，可通過(guò)信號(hào)/頻譜分析儀輸出 的10MHz參考信號(hào)進(jìn)行同步，采用倍頻方式獲得50GHz-86GHz頻段混頻所需的低相噪本振信 號(hào)，滿足信號(hào)測(cè)試需要。
[0022] (5)具有更高的兼容性:僅需外部信號(hào)/頻譜分析儀提供10MHz參考信號(hào)，信號(hào)/頻 譜分析儀的控制及數(shù)據(jù)讀取采用SCPI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這都是絕大多數(shù)測(cè)試儀器都必備的功能， 兼容性更高。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]目前擴(kuò)展信號(hào)/頻譜分析儀工作頻率范圍的技術(shù)方案是采用系列波導(dǎo)頻段的擴(kuò)頻 模塊，通過(guò)信號(hào)/頻譜分析儀提供的內(nèi)部本振信號(hào)，與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生的中頻信號(hào) 再接入到信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行分析處理?，F(xiàn)有的技術(shù)方案每次只能進(jìn)行單個(gè)波導(dǎo)波段的 測(cè)試，不能進(jìn)行超寬帶全頻段快速掃描測(cè)試分析。
[0027] 本發(fā)明構(gòu)建了一種內(nèi)置本振源的擴(kuò)頻裝置，利用該裝置可以非常簡(jiǎn)便地對(duì)信號(hào)/ 頻譜分析儀進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)超寬帶全頻段快速掃描測(cè)試，并且在拓展頻段，該裝置具有更高 的測(cè)試靈敏度。本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置不需要對(duì)原有的信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行特殊的升級(jí)改造， 原信號(hào)/頻譜分析儀仍可以正常使用。
[0028] 本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置組成的系統(tǒng)中還包括配置軟件、電源適配器、外控計(jì)算機(jī)、信 號(hào)/頻譜分析儀。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，射頻信號(hào)通過(guò)超寬帶 同軸連接器輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或多個(gè) 頻段;擴(kuò)頻頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振 源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生擴(kuò) 頻所需的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào)進(jìn)行 混頻，產(chǎn)生原信號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào);擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一路，進(jìn) 行濾波放大后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分 析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。
[0029] 本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置內(nèi)置FPGA、存儲(chǔ)器及控制電路，可接收外部計(jì)算機(jī)的程控命令 進(jìn)行頻段選擇、放大或直通控制，并存儲(chǔ)了擴(kuò)頻裝置的直通損耗、高波段變頻損耗等信息， 在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與信號(hào)/頻譜分析儀共同完成超寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò) 頻軟件，根據(jù)信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置等 信息，可以在外部計(jì)算機(jī)上顯示全頻段信號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)全頻段快速掃頻測(cè)試分析。
[0030] 圖1給出了本發(fā)明擴(kuò)頻裝置的控制框圖，如圖1所示，本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置包括:開(kāi)關(guān) 雙工組件1-2、開(kāi)關(guān)11-η2、開(kāi)關(guān)組件1-2、帶通濾波器1-n、放大器1-n、混頻器1-n、點(diǎn)頻本振 源、倍頻組件、FPGA及控制電路。
[0031] 輸入信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)雙工組件1分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括多個(gè)頻段，多 個(gè)頻段信號(hào)分別經(jīng)過(guò)帶通濾波處理、開(kāi)關(guān)選擇、放大或直通處理、開(kāi)關(guān)選擇后，分別輸入到 混頻器1……混頻器η;內(nèi)置點(diǎn)頻本振源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上， 通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生η個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到混頻器1……混頻器η，與 多個(gè)頻段信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)組件2合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到開(kāi) 關(guān)雙工組件2,與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù) 分析處理。
[0032] 本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置和方法設(shè)置了帶通濾波器1……帶通濾波器η，分別通過(guò)多個(gè)頻 段信號(hào)，濾除該頻段對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡像和多重響應(yīng)的抑制，保證 信號(hào)/頻譜分析儀的正常測(cè)量功能;本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置和方法不需要主機(jī)軟件算法修正和 外部二次計(jì)算來(lái)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別，提高測(cè)試速度并且能夠大幅提高小信號(hào)測(cè)量能力。
[0033] 本發(fā)明的擴(kuò)頻裝置和方法設(shè)置了前端放大或直通選擇電路，可根據(jù)測(cè)試信號(hào)的大 小，開(kāi)關(guān)選擇放大或直通，提高擴(kuò)頻裝置的測(cè)試靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。
[0034] 上述實(shí)施例中，以3Hz-50GHz信號(hào)/頻譜分析儀擴(kuò)展到3Hz-86GHz為例，輸入的3Hz-86GHz信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)雙工組件1分為3Hz-50GHz、50GHz-72.5GHz以及72.5GHz-86GHz三個(gè)頻 段，50GHz以上的兩個(gè)頻段信號(hào)分別經(jīng)過(guò)帶通濾波處理、開(kāi)關(guān)選擇、放大或直通處理、開(kāi)關(guān)選 擇后，分別輸入到混頻器1和混頻器2;內(nèi)置5.7GHz低相噪點(diǎn)頻本振源，鎖定在外部3Hz- 50GHz信號(hào)/頻譜分析儀提供的10MHz參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生45.6GHz和 68.4GHz兩個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到混頻器1和混頻器2，與50GHZ-72.5GHz、72.5GHz-86GHz兩段信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生4.4GHz-26.9GHz、4. lGHz-17.6GHz兩段中頻信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān) 組件2合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到開(kāi)關(guān)雙工組件2，與3Hz-50GHz頻段信號(hào)合為一 路輸出，進(jìn)入到3Hz-50GHz信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。
[0035] 本實(shí)施例中，帶通濾波器1和帶通濾波器2分別通過(guò)50GHZ-72.5GHz、72.5GHz-86GHz信號(hào)，濾除該頻段對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，擴(kuò)頻裝置頻段劃分及本振控制關(guān) 系見(jiàn)表1。
[0036] 表1
[0037]
[0038]本實(shí)施例中，擴(kuò)頻裝置在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與3Hz-50GHz信號(hào)/頻譜分析儀共 同完成3Hz-72GHz或3Hz-86GHz超寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò)頻軟件，根據(jù)3Hz-50GHz 信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置等信息，可以在 外部計(jì)算機(jī)上顯示3Hz-72GHz或3Hz-86GHz全頻段信號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)全頻段快速掃頻測(cè)試分 析。
[0039] 本發(fā)明構(gòu)建了一種內(nèi)置本振源的超寬帶擴(kuò)頻裝置和方法，利用該裝置和方法可以 非常簡(jiǎn)便地對(duì)信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行擴(kuò)頻，實(shí)現(xiàn)超寬帶全頻段快速掃描測(cè)試。并且，本發(fā)明 的擴(kuò)頻裝置及方法不需要對(duì)原有的信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行升級(jí)改造，原信號(hào)/頻譜分析儀仍 可以正常使用。
[0040] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，其特征在于，射頻信號(hào)通過(guò)超寬帶同 軸連接器輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或多個(gè)頻 段;擴(kuò)頻頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源， 鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生擴(kuò)頻所 需的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻， 產(chǎn)生原信號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào);擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一路，進(jìn)行濾波 放大后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的 射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。2. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，其特征在于，內(nèi)置 FPGA、存儲(chǔ)器及控制電路，接收外部計(jì)算機(jī)的程控命令進(jìn)行頻段選擇、放大或直通控制，并 存儲(chǔ)了擴(kuò)頻裝置的直通損耗、高波段變頻損耗信息，在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與信號(hào)/頻譜 分析儀共同完成超寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò)頻軟件，根據(jù)信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試 數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置信息，在外部計(jì)算機(jī)上顯示全頻段信號(hào) 信息，實(shí)現(xiàn)全頻段快速掃頻測(cè)試分析。3. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，其特征在于，輸入信 號(hào)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò) 頻頻段，第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩個(gè)頻段信號(hào)分別經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直 通處理后，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源，鎖定在外部信號(hào)/頻譜 分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生兩個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入 到第一混頻器和第二混頻器，與第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩段信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出 信號(hào)合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸 出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。4. 如權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的裝置，其特征在于，第一擴(kuò) 頻頻段信號(hào)和第二擴(kuò)頻頻段信號(hào)分別通過(guò)第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，濾除該頻段 對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡像和多重響應(yīng)的抑制。5. -種實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，其特征在于，射頻信號(hào)通過(guò)超寬帶同 軸連接器輸入，經(jīng)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括一個(gè)或多個(gè)頻 段;擴(kuò)頻頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及放大或直通處理后，輸入到混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源， 鎖定在外部信號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生擴(kuò)頻所 需的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)，分別輸入到對(duì)應(yīng)擴(kuò)頻頻段的混頻器，與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻， 產(chǎn)生原信號(hào)/頻譜分析儀工作頻段內(nèi)的信號(hào);擴(kuò)頻頻段混頻產(chǎn)生的信號(hào)合為一路，進(jìn)行濾波 放大后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的 射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。6. 如權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，其特征在于，內(nèi)置 FPGA、存儲(chǔ)器及控制電路，接收外部計(jì)算機(jī)的程控命令進(jìn)行頻段選擇、放大或直通控制，并 存儲(chǔ)了擴(kuò)頻裝置的直通損耗、高波段變頻損耗信息，在外部計(jì)算機(jī)的控制下，與信號(hào)/頻譜 分析儀共同完成超寬帶信號(hào)的快速掃描測(cè)試，配合擴(kuò)頻軟件，根據(jù)信號(hào)/頻譜分析儀的測(cè)試 數(shù)據(jù)、擴(kuò)頻裝置的開(kāi)關(guān)配置以及內(nèi)部本振源的設(shè)置信息，在外部計(jì)算機(jī)上顯示全頻段信號(hào) 信息，實(shí)現(xiàn)全頻段快速掃頻測(cè)試分析。7. 如權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，其特征在于，輸入信 號(hào)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)雙工組件分為原頻段和擴(kuò)頻頻段，擴(kuò)頻頻段包括第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò) 頻頻段兩個(gè)頻段，第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩個(gè)頻段信號(hào)分別經(jīng)過(guò)帶通濾波、以及 放大或直通處理后，分別輸入到第一混頻器和第二混頻器；內(nèi)置點(diǎn)頻本振源，鎖定在外部信 號(hào)/頻譜分析儀提供的信號(hào)參考上，通過(guò)倍頻組件進(jìn)行多次倍頻，產(chǎn)生兩個(gè)點(diǎn)頻本振信號(hào)， 分別輸入到第一混頻器和第二混頻器，與第一擴(kuò)頻頻段以及第二擴(kuò)頻頻段兩段信號(hào)進(jìn)行混 頻，輸出信號(hào)合為一路后進(jìn)行濾波放大，然后輸入到第二開(kāi)關(guān)雙工組件，與原頻段信號(hào)合為 一路輸出，進(jìn)入到信號(hào)/頻譜分析儀的射頻端口進(jìn)行后續(xù)分析處理。8. 如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)信號(hào)/頻譜分析儀超寬帶擴(kuò)頻的方法，其特征在于，第一擴(kuò) 頻頻段信號(hào)和第二擴(kuò)頻頻段信號(hào)分別通過(guò)第一帶通濾波器和第二帶通濾波器，濾除該頻段 對(duì)應(yīng)的鏡像頻率和中頻頻段信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡像和多重響應(yīng)的抑制。
【文檔編號(hào)】G06F13/40GK106095705SQ201610349591
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】張樞, 代秀, 劉金現(xiàn), 張少春, 仇成強(qiáng), 張峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所