一种手持式频谱分析仪的设计与实现

超外差接收后的信号是中频信号已经是窄带信号(带宽小于20 MHz)，通过合理选择该信号的中心频率和带宽，以目前的器件水平，完全可以进行A／D采样。在手持式频谱仪设计中，中频信号中心频率选择为21．4 MHz，带宽选择3 MHz。
这样分辨率带宽滤波、视频滤波等均可采用数字信号处理实现，由于手持式频谱仪具有11档分辨率带宽、10档视频带宽，采用模拟方式实现需要设计21个滤波器(其中部分滤波器的设计十分困难)，采用数字信号处理后，只需要一片FPGA芯片即可，极大地节省了体积。一种手持式频谱仪的设计方案如图3所示。

下面分别介绍核心部什――超外差接收组件的设计。
2．3 超外差接收组件设计
超外差接收组件是手持式频谱仪的核心组件，其性能直接决定了频谱仪的相噪、杂散、本底噪声等性能指标，超外差接收组件的组成框图如图4所示。

组件采用三级混频方式实现，第一中频4 021．4 MHz，第二中频821．4 MHz，第三中频21．4MHz，这样选择的目的是第三混频需要的800 MHz本振可以由第二混频需要的3．2 GHz本振4分频产生，从而减少了本振数量，降低了体积。
输入衰减器是一个0～60 dB、步进10 dB的大功率射频衰减器用于实现手持式频谱仪的测量范围(-120～+30 dBm)。

3 主要性能指标
目前上述方案设计的手持式频谱仪原理样机已研制成功，在总参某项目中获得应用，核心部分体积只有190 mm×100 mm×60 mm，功耗约12 W，其主要性能指标如下：
(1)频率范围：250 kHz～2．7 GHz；
(2)分辨率带宽：30 Hz～1 MHz(1，3步进)；
(3)视频带宽：10 Hz～1 MHz(1，3步进)；
(4)扫宽设置：零扫宽，100 Hz～2．7 GHz；
(5)平均显示噪声电平(DANL，RBW：30 Hz，VBW：10 Hz下)；
250 kHz～1 MHz：-100 dBm，1 MHz～2．7 GHz：-120 dBm；
(6)测量范围：DANL～+30dBm；
(7)单边带相位噪声：-80 dBc／Hz@20 kHz，1 GHz
(8)输入驻波比：1．5：1。

4 结束语
由以上介绍可见，该手持式频谱仪体积小、功耗低，达到了较高的技术性能，可满足一般微波测量的需求，有望在微波通信网络、雷达、电子对抗、空间技术、卫星地面站、EMC测试等领域获得应用。