[發明專利]一種寬帶射頻頻譜分析結構

有效

• 申請號: 201510340065.5
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105044461B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 魏騰飛
• 申請（專利權）人: 魏騰飛
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及射頻電子和可編程器件領域，尤其涉及一種射頻頻譜分析結構。

背景技術

射頻頻譜分析儀是射頻電子系統設計中不可缺少的儀器，廣泛應用于無線電通訊設備、雷達等射頻領域的頻譜才測量，其結構，對儀器測量的頻譜寬度、中頻濾波器的設計和本地振蕩器的設計有著極其重要的影響。

目前，基波混頻技術的頻譜分析技術已經非常成熟，但是其缺點也變得越來越顯著，主要是由于本地振蕩器的頻率變化范圍不易做到非常的寬，這限制了射頻頻譜分析的帶寬也變窄。

由于傳統的射頻頻譜分析結構，是直接測量中頻信號的強度來間接測量射頻輸入信號的強度，故傳統的射頻頻譜分析結構中的中頻濾波器，通常采用腔體濾波器，以提高中頻濾波器的性能，這對中頻濾波器的設計提出了比較高的要求，使得中頻濾波器的設計變得困難，會造成很高的成本和體積壓力。

由于當今對射頻頻譜分析儀的測量帶寬，設計難度和成本等提出更高的要求，因此為確保實現射頻頻譜分析儀的基本功能的同時，應簡化射頻頻譜分析儀的結構設計，拓寬射頻頻譜分析儀的帶寬，提高集成度，這些已成為射頻頻譜分析儀的非常重要的設計要求。

發明內容

本發明提供了一種射頻頻譜分析儀的結構，以解決現有技術中的不足，降低射頻頻譜分析儀設計的復雜程度和成本高等問題。

本發明一實施例射頻頻譜分析電路結構圖,包括：帶通濾波器，諧波混頻器，本地振蕩器，低通濾波器，低噪放大器，前端匹配電路，射頻數字處理模塊。

本發明一實施例提出了一種諧波混頻電路結構，包括：帶通濾波器(1)，諧波混頻(2)，射頻巴倫(3)，低通濾波器(5)。

其中，本地振蕩器輸出本振信號，本振信號通過射頻巴倫(3)平衡驅動諧波混頻(2)中的混頻二極管，由于射頻二極管的非線性特性產生了，以本振信號為基波的各次高次諧波，令自然數i取1至N,i表示第i次諧波，則所需的第i次諧波和射頻輸入諧波混頻出中頻信號，最后通過低通濾波器輸出中頻信號。

射頻信號通過由高低阻抗線和電容所組成的帶通濾波器，分成兩路。一路射頻信號互連至第一只射頻二極管的陰極，另一路射頻信號互連至第二只二極管的陽極。第一只射頻二極管的陽極和第二只二極管的陰極互連，然后通過一電阻送到由高低阻抗線構成的低通濾波器，由低通濾波器輸出中頻信號。

中頻信號送至低噪聲放大器，以提高整個系統的信噪比，且已提供需要的功率增益,通過前端匹配電路，最后送至射頻數字處理模塊，對中頻進行分析處理。分析處理的實現通過本發明中給出的算法實現，算法的程序結構方框圖為圖4。

本發明又一實施例還提出了一種射頻頻譜分析電路結構，包括:帶通濾波器(1)，諧波混頻(2)，射頻巴倫(3)，本地振蕩器(4)，低通濾波器(5)，低噪放大器(6)，前端匹配電路(7)，高速AD轉換器(8),數據處理(9)。

其中，射頻數字處理模塊內又，包括：高速AD轉換器(8)和數據處理(9)。

本發明一實施例提出了一種數據分析處理算法，由數據處理(9)負責。采用FPGA器件實現數據處理的算法，亦可采用DSP或ARM器件。算法的程序結構方框圖為圖4。因中頻輸出中很有可能包含多個信號，數據處理(9)負責分析并處理中頻輸出中的信號，從而得到射頻輸入的頻譜。

作為一改進，本地振蕩器輸出的本振信號無需復雜的濾波器，只需提供足夠的驅動功率即可。降低了本地振蕩器設計的復雜性。

作為一改進，中頻信號的頻率可以選擇的比較低。大大降低了中頻信號處理電路的要求。

作為一改進，可以標定射頻頻率數量、功率數量和對應的中頻信號功率數量之間的關系，分段線性化后，將射頻頻率數量、功率數量和對應的中頻信號功率數量儲存成查找表，供后期計算使用。這樣可以大大提高測量的精度。

本發明的優點：由于采用了諧波混頻器，使得本地振蕩器的設計復雜度和成本降低。其次由于射頻數字處理模塊使用了本發明中的算法，規避了采用諧波混頻器的缺點，即諧波混頻器輸出的中頻信號中，可能存在不需要的諧波和射頻輸入混頻得到的信號。這在很大程度上降低了中頻濾波器的設計難度和成本。

附圖說明

圖1為本發明一實施例射頻頻譜分析電路結構圖。

圖2為本發明又一實施例射頻頻譜分析電路結構圖。

圖3為本發明一實施例射頻頻譜分析中的帶通濾波器(1)，諧波混頻(2)，射頻巴倫(3)，低通濾波器(5)的電路圖。

圖4為本發明一實施例射頻頻譜分析中，數據處理(9)的程序結構方框圖。