一種手持式頻譜分析儀的設(shè)計與實現(xiàn)

超外差接收后的信號是中頻信號已經(jīng)是窄帶信號(帶寬小于20 MHz)，通過合理選擇該信號的中心頻率和帶寬，以目前的器件水平，完全可以進(jìn)行A／D采樣。在手持式頻譜儀設(shè)計中，中頻信號中心頻率選擇為21．4 MHz，帶寬選擇3 MHz。
這樣分辨率帶寬濾波、視頻濾波等均可采用數(shù)字信號處理實現(xiàn)，由于手持式頻譜儀具有11檔分辨率帶寬、10檔視頻帶寬，采用模擬方式實現(xiàn)需要設(shè)計21個濾波器(其中部分濾波器的設(shè)計十分困難)，采用數(shù)字信號處理后，只需要一片F(xiàn)PGA芯片即可，極大地節(jié)省了體積。一種手持式頻譜儀的設(shè)計方案如圖3所示。

下面分別介紹核心部什――超外差接收組件的設(shè)計。
2．3 超外差接收組件設(shè)計
超外差接收組件是手持式頻譜儀的核心組件，其性能直接決定了頻譜儀的相噪、雜散、本底噪聲等性能指標(biāo)，超外差接收組件的組成框圖如圖4所示。

組件采用三級混頻方式實現(xiàn)，第一中頻4 021．4 MHz，第二中頻821．4 MHz，第三中頻21．4MHz，這樣選擇的目的是第三混頻需要的800 MHz本振可以由第二混頻需要的3．2 GHz本振4分頻產(chǎn)生，從而減少了本振數(shù)量，降低了體積。
輸入衰減器是一個0～60 dB、步進(jìn)10 dB的大功率射頻衰減器用于實現(xiàn)手持式頻譜儀的測量范圍(-120～+30 dBm)。

3 主要性能指標(biāo)
目前上述方案設(shè)計的手持式頻譜儀原理樣機已研制成功，在總參某項目中獲得應(yīng)用，核心部分體積只有190 mm×100 mm×60 mm，功耗約12 W，其主要性能指標(biāo)如下：
(1)頻率范圍：250 kHz～2．7 GHz；
(2)分辨率帶寬：30 Hz～1 MHz(1，3步進(jìn))；
(3)視頻帶寬：10 Hz～1 MHz(1，3步進(jìn))；
(4)掃寬設(shè)置：零掃寬，100 Hz～2．7 GHz；
(5)平均顯示噪聲電平(DANL，RBW：30 Hz，VBW：10 Hz下)；
250 kHz～1 MHz：-100 dBm，1 MHz～2．7 GHz：-120 dBm；
(6)測量范圍：DANL～+30dBm；
(7)單邊帶相位噪聲：-80 dBc／Hz@20 kHz，1 GHz
(8)輸入駐波比：1．5：1。

4 結(jié)束語
由以上介紹可見，該手持式頻譜儀體積小、功耗低，達(dá)到了較高的技術(shù)性能，可滿足一般微波測量的需求，有望在微波通信網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)、電子對抗、空間技術(shù)、衛(wèi)星地面站、EMC測試等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。