動態(tài)頻譜分析儀的技術(shù)原理主要基于超外差式接收機架構(gòu)與快速傅里葉變換(FFT)算法的融合,其核心技術(shù)可歸納為以下四個方面:
?超外差前端處理?
采用混頻器將輸入信號與本振(LO)信號混頻,通過可調(diào)諧本振實現(xiàn)頻率掃描,生成固定中頻信號。此過程通過多級變頻方案擴展頻率覆蓋范圍,典型結(jié)構(gòu)包含預(yù)選濾波器、衰減器和多級混頻模塊?。
?實時FFT后端處理?
中頻信號經(jīng)數(shù)字化采樣后,利用并行FFT處理器實現(xiàn)時域到頻域的瞬時轉(zhuǎn)換?,F(xiàn)代設(shè)備采用多核DSP架構(gòu),可在1ms內(nèi)完成4096點FFT運算,支持50MHz瞬時帶寬的實時頻譜顯示?。
?預(yù)選器動態(tài)調(diào)諧?
微波頻段采用電子調(diào)諧預(yù)選濾波器,與第一本振同步掃描,抑制鏡像干擾的同時保持0.1dB的幅度平坦度,掃描速度可達20GHz/ms?。
?數(shù)字中頻處理鏈?
包含可編程數(shù)字下變頻(DDC)、抽取濾波和窗函數(shù)優(yōu)化模塊,支持1Hz~10MHz分辨率帶寬(RBW)的無級調(diào)節(jié),最小FFT噪聲電平可達-165dBm/Hz?。
?相位噪聲控制?
采用分數(shù)-N合成技術(shù)和低噪聲參考源,在1GHz載波、10kHz偏移處實現(xiàn)-126dBc/Hz的相位噪聲,確保動態(tài)信號相位精度?。
?實時觸發(fā)系統(tǒng)?
配置多級數(shù)字觸發(fā)(功率觸發(fā)、頻率模板觸發(fā)等),觸發(fā)延遲小于100ns,支持瞬態(tài)信號捕獲與歷史數(shù)據(jù)回溯分析?。
?頻譜瀑布圖顯示?
通過時間戳標記的頻譜數(shù)據(jù)流構(gòu)建三維頻譜-時間矩陣,最小時間間隔可達1μs,支持頻譜占用率統(tǒng)計和干擾源運動軌跡分析?。
?數(shù)字下變頻(DDC)擴展?
內(nèi)置256通道并行DDC,支持多信號同步解調(diào),解調(diào)帶寬最高達40MHz,滿足5G NR信號的EVM(<1%)測試需求?。
該架構(gòu)通過模擬前端與數(shù)字后處理的協(xié)同優(yōu)化,實現(xiàn)了70dB瞬時動態(tài)范圍與100,000頻譜/秒的刷新率,可精確捕捉持續(xù)時間≥10ns的瞬態(tài)頻譜事件?。