[發(fā)明專利]梳狀頻譜的下變頻

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310024444.4
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103296972B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 理查德·K·卡爾奎斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 是德科技股份有限公司
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所11494
• 代理人: 封新琴

相關(guān)申請的交叉引用

本申請根據(jù)美國法典第35條第119（e）款要求享有于2012年2月23日提交的將Richard K.Karlquist指定為發(fā)明人的、標(biāo)題為“Downconversion of Comb Spectrum（梳狀頻譜的下變頻）”的美國專利臨時申請No.61/602,231的優(yōu)先權(quán)。本臨時申請的公開內(nèi)容通過引用具體地結(jié)合在本文中。

背景技術(shù)

當(dāng)在射頻（RF）范圍內(nèi)進(jìn)行測量時，常常分析以等間距頻率間隔的一組信號（被稱為“梳狀頻譜”）。例如，網(wǎng)絡(luò)分析器可以使用梳狀頻譜來激發(fā)被測設(shè)備（DUT），然后分析DUT對梳狀頻譜的響應(yīng)。DUT的響應(yīng)典型地是另一個梳狀頻譜，在該另一個梳狀頻譜中，原始梳狀頻譜的各個頻率分量根據(jù)DUT的電特性而被衰減、放大和/或移相。

為分析DUT的響應(yīng)，可能有必要將梳狀頻譜下變頻到與信號分析電路兼容的更低的頻率范圍。例如，當(dāng)使用更高頻率范圍（例如，比較高的千兆赫頻率范圍）內(nèi)的梳狀頻譜來對DUT進(jìn)行分析時，可能有必要將梳狀頻譜下變頻到較低頻率范圍（例如，較低的千兆赫頻率范圍或兆赫頻率范圍）。該下變頻能夠例如使用超外差接收機(jī)來執(zhí)行。

圖1示出了使用輸入梳狀頻譜（或測試梳狀頻譜）來激發(fā)DUT然后對產(chǎn)生的輸出梳狀頻譜（或響應(yīng)梳狀頻譜）進(jìn)行下變頻以便分析的已知系統(tǒng)。

參照圖1，系統(tǒng)100包括網(wǎng)格分析器105、DUT110以及下變頻器115。網(wǎng)絡(luò)分析器105使用梳狀合成器來生成用于DUT110的比較高頻率的輸入梳狀頻譜。DUT110接收所述輸入梳狀頻譜，并且通過產(chǎn)生比較高頻率的輸出梳狀頻譜而做出響應(yīng)。下變頻器115將輸出梳狀頻譜從比較高的頻率下變頻到與網(wǎng)絡(luò)分析器105中的信號分析電路兼容的較低的中頻（IF），然后將經(jīng)下變頻的輸出梳狀頻譜傳送到信號分析電路。

在某些已知的測試系統(tǒng)中，梳狀頻譜的下變頻還可能產(chǎn)生問題，在經(jīng)下變頻的梳狀頻譜方面導(dǎo)致模糊。這些問題包括所謂的“像頻響應(yīng)”（image response）和所謂的“諧波混頻”。當(dāng)輸入梳狀頻譜中的兩個頻率分量與本地振蕩器（LO）信號的頻率等距離時發(fā)生像頻響應(yīng)，如此它們映射到輸出梳狀頻譜中的單個頻率分量。另一方面，當(dāng)輸入梳狀頻譜中的兩個頻率分量與LO信號的兩個不同諧波分量混頻，使得它們映射到輸出梳狀頻譜中的相同頻率分量中時發(fā)生諧波混頻。

圖2示出了像頻響應(yīng)的示例。在圖2中，混頻器200將具有10MHz頻率的LO信號210與具有在9MHz、10MHz以及11MHz處的頻率分量的輸入梳狀頻譜205混頻。該混頻產(chǎn)生了輸出梳狀頻譜215。如由圖3中的虛線箭頭所示出的，輸入梳狀頻譜205的9MHz和11MHz分量都與10MHz LO信號210混頻，以產(chǎn)生輸出梳狀頻譜215中的在1MHz處的分量。換言之，9MHz和11MHz分量都映射到相同的頻率分量中，如由虛線箭頭所指示的那樣。這產(chǎn)生了輸出梳狀頻譜215中的模糊現(xiàn)象，即使并非不可能，也將很難區(qū)分經(jīng)下變頻的9MHz分量與經(jīng)下變頻的11MHz分量。

因為9MHz信號低于10MHz LO信號，所以9MHz信號被稱為“下邊帶”信號，并且9MHz信號的對應(yīng)混頻結(jié)果被稱為“下邊帶”響應(yīng)。同樣，因為11MHz信號高于10MHz LO信號，所以11MHz信號被稱為“上邊帶”信號，并且11MHz信號的對應(yīng)混頻結(jié)果被稱為“上邊帶”響應(yīng)。

圖3示出了諧波混頻的示例。在圖3中，混頻器300將具有10MHz頻率的LO信號310與具有在9MHz和31MHz處的頻率分量的輸入梳狀頻譜305混頻。這產(chǎn)生了輸出梳狀頻譜315。

此外，混頻器300具有諧波響應(yīng)，該諧波響應(yīng)意味著混頻器300將LO信號310的諧波與梳狀頻譜305混頻。在圖3中，LO信號310的二次和三次諧波在括弧中加以表示以將它們與LO信號310區(qū)分開來，LO信號310被用來驅(qū)動混頻器300。在本示例中，9MHz輸入信號與10MHz LO信號混頻而產(chǎn)生在1MHz處的輸出分量，并且31MHz輸入信號與LO信號310的30MHz諧波混頻而同樣產(chǎn)生在1MHz處的輸出分量，如由虛線箭頭所指示的那樣。因此，9MHz和31MHz分量均映射到相同的頻率分量中，產(chǎn)生了輸出梳狀頻譜315中的模糊現(xiàn)象。