避免頻譜分析儀測(cè)量中出現(xiàn)較大幅度誤差

　　微波頻譜分析儀采用可調(diào)諧預(yù)選濾波器，通過(guò)去除多余的混頻器鏡像（mixerimage）以及本地振蕩器（LO）的諧波響應(yīng)來(lái)改善性能。不幸地是，這些預(yù)選器不穩(wěn)定，必須頻繁地調(diào)諧，而且正確的預(yù)選器調(diào)諧通常要求在感興趣頻率處的信號(hào)近似為CW統(tǒng)計(jì)分布。在新型MXA信號(hào)分析儀中，一個(gè)完整的噪聲源被用作預(yù)選濾波器的調(diào)諧信號(hào)，這有助于確保濾波器精度成為該儀器中自動(dòng)例行程序的要素。

　　工作在26.5GHz的現(xiàn)代頻譜分析儀具有一個(gè)"低頻帶"和一個(gè)"高頻帶"信道，如圖1所示。低頻帶通?？晒ぷ髟?GHz或更高頻率。在低頻帶上，信號(hào)上變頻到接近4GHz或更高的高IF頻段，然后再下變頻到接近300MHz的較低IF頻段。這種雙變頻方式可以極大地減少混頻器鏡像響應(yīng)。

　　"高頻帶"頻率范圍實(shí)際上不能通過(guò)與低頻帶范圍一樣的模塊圖來(lái)創(chuàng)建，這是因?yàn)槌跫?jí)IF放大器將不得不工作在某個(gè)頻率下，該頻率下的放大器噪聲和失真總是無(wú)法滿足操作人員的要求。如圖1所示的備選模塊采用單個(gè)轉(zhuǎn)換步驟到IF輸出。在這個(gè)模塊圖中，初級(jí)混頻器中的鏡像響應(yīng)僅通過(guò)兩倍IF大小的頻率（或大約600MHz）來(lái)間隔。這些鏡像在頻譜分析儀中不受歡迎。因此，可采用可調(diào)諧預(yù)選濾波器（帶通濾波器）來(lái)去除鏡像。

　　為實(shí)現(xiàn)微波頻率下所要求的抑制性能和調(diào)諧帶寬，預(yù)選濾波器以釔鐵石榴石（YIG）技術(shù)為基礎(chǔ)。YIG球的行為被控制在一個(gè)精確的磁場(chǎng)中，可產(chǎn)生用于去除來(lái)自頻譜分析儀信道的多余鏡像與響應(yīng)的濾波器通帶諧振。

　　YIG=yttrium iron garnet 釔鐵石榴石（一種具有多項(xiàng)磁特性的氧化鐵合成晶體， 常用以調(diào)節(jié)激光） 成釔鐵石榴石采用溶膠-凝膠法制備了YIG納米晶粉體材料，分析了合成條件（pH值、濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間）以及熱處理等影響材料合成的主要參數(shù)，利用DTA,TGA,XRD,TEM等手段對(duì)材料的制備過(guò)程和產(chǎn)物進(jìn)行了分析，探討材料制備最適宜的工藝條件，著重研究了熱處理工藝對(duì)YIG的晶相和顆粒尺度等物理特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，YIG相的形成是一個(gè)放熱溫度始于500℃，峰位于759℃的緩緩的放熱過(guò)程，且樣品平均晶粒尺寸隨熱處理呈規(guī)律性變化，因此可以通過(guò)采用溶膠-凝膠法及適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件在較低的溫度下制備單相YIG納米粉體材料。

　　調(diào)諧后漂移是YIG調(diào)諧帶通濾波器不穩(wěn)定特性的一種表現(xiàn)。用于調(diào)諧YIG球諧振頻率的磁鐵隨著所選頻率的變化而加熱或冷卻。磁鐵的溫度變化會(huì)影響磁鐵的尺度及磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而影響濾波器調(diào)諧的頻率。磁鐵/球結(jié)構(gòu)的機(jī)械老化過(guò)程類(lèi)似，同樣導(dǎo)致不穩(wěn)定性增大。

　　同樣，調(diào)諧電流和濾波器中心頻率之間的關(guān)系并不能通過(guò)任何簡(jiǎn)單的代數(shù)函數(shù)來(lái)精確建模。因此，即使調(diào)諧非常穩(wěn)定，但也會(huì)存在調(diào)諧誤差。結(jié)果就是頻率調(diào)諧誤差導(dǎo)致幅度誤差（圖2）。

　　圖2a顯示了一個(gè)典型的YIG濾波器響應(yīng)。x軸表示頻率，但由于YIG濾波器的頻率幾乎與調(diào)諧電流成正比，x軸也可以被認(rèn)為是YIG濾波器的調(diào)諧電流。在這個(gè)例子中，較小的調(diào)諧電流誤差映射成工作點(diǎn)上與通帶斜率成正比的幅度誤差。設(shè)計(jì)工作點(diǎn)是-4dB響應(yīng)點(diǎn)之間的中點(diǎn)，因?yàn)榫驼{(diào)諧誤差而言該設(shè)計(jì)非常魯棒。

　　可以通過(guò)利用現(xiàn)代頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)量的方式調(diào)節(jié)YIG濾波器。用戶可以直接調(diào)節(jié)工作電流，或執(zhí)行"預(yù)選器取中 （preselectorcenter）"操作。由于頻譜分析儀的幅度響應(yīng)是在對(duì)預(yù)選器調(diào)諧取中的條件下進(jìn)行出廠校準(zhǔn)的，所以取中是最佳操作。請(qǐng)注意，預(yù)選器的調(diào)諧精度變差將導(dǎo)致幅度精度降低。