一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于寬頻帶大帶寬信號測試領(lǐng)域，具體涉及一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)寬頻帶掃頻超外差接收分析設(shè)備，為濾除鏡頻等假信號的影響，得到正確的測量結(jié)果，在接收通路寬帶混頻器前通常采用開關(guān)濾波方式或者預(yù)選器濾波方式。但是，采用開關(guān)濾波方式，開關(guān)濾波電路路數(shù)多，開關(guān)濾波模塊及本振模塊設(shè)計復(fù)雜，并且全頻段掃描時，由于頻段多，波段開關(guān)及本振切換速度慢，不利于全頻段快速測量的實現(xiàn)。采用預(yù)選器方式，如果微波毫米波頻段采用YIG預(yù)選器，由于YIG預(yù)選器設(shè)計制造難度大，加工生產(chǎn)周期長、成品率低，造成整機的可生產(chǎn)性較差；另外，由于YIG濾波器存在溫漂、磁滯以及調(diào)諧速度相對較慢、帶寬相對較窄等特性，造成儀器設(shè)備測試幅度誤差較大、測試帶寬較小、測試速度較慢，不能很好地實現(xiàn)對寬帶信號的快速準確測量。
[0003]掃頻超外差接收分析設(shè)備中，接收通路的調(diào)諧方程通常為:
[0004]Flo-Frf = Fif 或 Frf-Flo = Fif
[0005]其中，F(xiàn)u)為本振信號，F(xiàn)rf為射頻輸入信號，F(xiàn)if為中頻信號。
[0006]設(shè)計時，通常采用連續(xù)掃描調(diào)諧本振、固定中頻的方式。只有當輸入射頻信號與掃描本振信號的差值為設(shè)定的固定中頻信號值時，后端中頻及采集處理電路才產(chǎn)生響應(yīng)，信號才能在設(shè)備顯示器得到顯示。
[0007]上述調(diào)諧方程，在本振掃描過程中對于同一射頻信號會存在兩個本振頻點都產(chǎn)生中頻信號，即
[0008]調(diào)諧方程為Flq-Frf = Fif 時，存在 Frf-Flc/ =Fif0
[0009]調(diào)諧方程為Frf-Flq= Fif時，存在Flc/ -Frf = Fifo
[0010]因此，傳統(tǒng)寬頻帶掃頻超外差接收分析設(shè)備，為濾除鏡頻等假信號的影響，在接收通路寬帶混頻器前通常采用開關(guān)濾波方式或者預(yù)選器濾波方式，信號接收處理通路通常包括頻段開關(guān)、多組濾波器(包含低通濾波器、帶通濾波器或者預(yù)選器)、多組混頻器、多組本振模塊、中頻開關(guān)模塊、中頻濾波處理模塊、采集處理模塊和控制模塊等功能單元組成，原理如附圖1所示。
[0011]其中:
[0012]波段開關(guān)實現(xiàn)輸入信號的切換，具體開關(guān)路數(shù)依據(jù)設(shè)備頻段的劃分數(shù)目。
[0013]濾波器組實現(xiàn)不同頻段信號的分段濾波。
[0014]混頻器組實現(xiàn)不同頻段信號的混頻，產(chǎn)生相同的中頻信號。
[0015]各本振模塊為各混頻器提供不同的本振信號。
[0016]中頻開關(guān)模塊實現(xiàn)各路中頻信號的選通和切換。
[0017]中頻濾波處理模塊實現(xiàn)中頻信號的濾波、放大、增益補償?shù)取?br>[0018]采集處理模塊實現(xiàn)信號的采集和數(shù)字化處理。
[0019]控制模塊實現(xiàn)信號軌跡的處理、送顯以及整機的控制等。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)存在著成本高，效率底，耗時間等缺陷。因此，如何保證寬頻帶掃頻超外差接收分析設(shè)備在寬頻段下實現(xiàn)大帶寬、快速、準確地測量，是亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理裝置和方法，可以自動消除寬頻帶掃頻超外差接收分析設(shè)備測試過程中鏡頻等假信號影響，實現(xiàn)大帶寬、快速、準確地測量。
[0022]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0023]一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理裝置，包括寬帶功分器、混頻器組、本振模塊、中頻濾波處理模塊、采集處理模塊、時鐘模塊和控制模塊；
[0024]所述寬帶功分器，被配置為用于將輸入信號功分為兩路；
[0025]所述混頻器組包括第一混頻器、第二混頻器和第三混頻器；
[0026]所述本振模塊包括第一本振模塊和第二本振模塊；
[0027]所述第一本振模塊，被配置為用于為第一混頻器和第三混頻器分別提供本振信號；
[0028]所述第二本振模塊，被配置為用于為第三混頻器提供本振信號；
[0029]所述第一混頻器，被配置為用于將經(jīng)過寬帶功分器功分后的其中一路信號與第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號進行基波混頻，輸出中頻信號；
[0030]所述第三混頻器，被配置為用于將第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號和第二本振模塊產(chǎn)生的本振信號進行基波混頻，輸出本振信號至第二混頻器；
[0031]所述第二混頻器，被配置為用于將經(jīng)過寬帶功分器功分后的另一路信號與第三混頻器輸出的本振信號進行基波混頻，輸出中頻信號；
[0032]所述中頻濾波處理模塊包括第一中頻濾波處理模塊和第二中頻濾波處理模塊；
[0033]所述第一中頻濾波處理模塊，被配置為用于將經(jīng)過第一混頻器產(chǎn)生的中頻信號進行濾波、放大；
[0034]所述第二中頻濾波處理模塊，被配置為用于將經(jīng)過第二混頻器產(chǎn)生的中頻信號進行濾波、放大；
[0035]所述采集處理模塊包括第一采集處理模塊和第二采集處理模塊；
[0036]所述第一采集處理模塊，被配置為用于將經(jīng)過第一中頻濾波處理模塊處理后的信號進行采集和數(shù)字化處理；
[0037]所述第二采集處理模塊，被配置為用于將經(jīng)過第二中頻濾波處理模塊處理后的信號進行采集和數(shù)字化處理；
[0038]時鐘模塊，被配置為用于為第一采集處理模塊和第二采集處理模塊提供相同的時鐘信號；
[0039]所述控制模塊，被配置為用于將經(jīng)過第一采集處理模塊和第二采集處理模塊處理后的信號進行信號軌跡的處理、送顯以及控制；
[0040]所述寬帶功分器將輸入信號功分為兩路，其中一路信號與第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號經(jīng)過第一混頻器進行基波混頻，并輸出中頻信號至第一中頻濾波處理模塊，經(jīng)過第一中頻濾波處理模塊的濾波、放大處理后進入第一采集處理模塊，經(jīng)過第一采集處理模塊的采集和數(shù)字化處理后進入控制模塊；
[0041]所述第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號和第二本振模塊產(chǎn)生的本振信號經(jīng)過第三混頻器進行基波混頻，輸出本振信號至第二混頻器；
[0042]所述寬帶功分器功分后的另一路信號與第三混頻器輸出的本振信號經(jīng)過第二混頻器進行基波混頻，輸出中頻信號至第二中頻濾波處理模塊，經(jīng)過第二中頻濾波處理模塊的濾波、放大處理后進入第二采集處理模塊，經(jīng)過第二采集處理模塊的采集和數(shù)字化處理后進入控制t吳塊；
[0043]所述控制模塊，將經(jīng)過第一采集處理模塊和第二采集處理模塊處理后的信號進行信號軌跡的處理、送顯以及控制。
[0044]此外，本發(fā)明還提到一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理方法，該方法采用所述的一種寬頻帶大帶寬信號快速接收處理裝置，包括如下步驟:
[0045]步驟1:通過寬帶功分器將輸入信號Frf分為兩路Frfi和Frf2，可得:
[0046]Frfi=Frf2 (I)；
[0047]步驟2:通過第一混頻器將經(jīng)過寬帶功分器功分后的其中一路信號Frf1與第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號Flq1進行基波混頻，產(chǎn)生中頻信號Fm，設(shè)定混頻方程式為:
[0048]Flo1-Frfi=Fifi (2);
[0049]步驟3:通過第三混頻器將第一本振模塊產(chǎn)生的本振信號Flcii和第二本振模塊產(chǎn)生的本振信號Flq3進行基波混頻，產(chǎn)生本振信號Flq2，設(shè)定混頻方程式為:
[0050]Floi~Flo3=Flo2 (3);
[0051]步驟4:通過第二混頻器將經(jīng)過寬帶功分器功分后的另一路信號Frf2與第三混頻器輸出的本振信號Flq2進行基波混頻，產(chǎn)生中頻信號Fif2，設(shè)定混頻方程式為:
[0052]Frf2~Flo2=Fif2 (4);
[0053]步驟5:設(shè)定寬頻帶大帶寬信號的中頻頻率值為Fif，并使第二本振模塊輸出的本振信號Fu?的頻率值等于2倍的中頻頻率設(shè)計值Fif，即
[0054]Flo3 = 2Fif (5)；
[0055]步驟6:通過步驟3中的式(3)和步驟5中的式(5)可知，兩路混頻本振信號存在固定2倍中頻差，即
[0056]Flo1-Flo2 = 2Fif (6)；
[0057]步驟7:繼續(xù)本振掃描，直到兩路混頻通路產(chǎn)生的中頻