双端口矢量网络分析仪的中频模块设计

发布时间：2023-04-28 15:24

　　航空航天事业与通信技术的高速发展,要求相应的硬件设施快速革新,进而需要对射频与微波产品的特性、性能进行更加快速、准确、便捷的检测,矢量网络分析仪则是射频微波产品的主要的测试仪器。随着软件无线电技术的发展,数字化的信号处理使矢量网络分析可以多方位的了解被测网络的特性。本文基于矢量网络测试的基本原理,以中频接收机为基本构架,FPGA芯片为数据处理的核心器件设计了双端口矢量网络分析仪的中频模块,根据不同的测量需求对输入的中频信号进行数字化处理获得被测网络的S参数或者时域分析结果。本文首先介绍了双端口矢量网络分析仪的基本结构与测试原理,设计了全数字化的数据处理模块,可根据测试需求变速率处理多通道同步采样数据,利用全相位FFT将信号转换到频域后进行幅度与相位的测试,很好的抑制了截断引起的频谱泄露,提高了幅相检测的精确度。此外,设计了上位命令解析与数据传输模块,实现测试数据上传和对上位机下发的命令进行解析,实现对射频单元,测试模式和测试档位的控制。根据部分射频微波器件工作在脉冲信号环境下的实际情况,设计了基于脉冲射频激励的S参数测量模式,模拟一些被测网络实际的工作环境,测量其在工作环境下的性能与特...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 矢量网络分析技术研究现状
        1.2.2 数字中频技术研究现状
    1.3 主要研究内容及结构安排
第二章 双端口矢量网络分析仪中频模块总体方案设计
    2.1 矢量网路分析仪的结构与测试原理
        2.1.1 网络分析仪的一般结构与原理
        2.1.2 S参数测试
    2.2 双端口矢量网路分析仪设计需求与关键技术分析
        2.2.1 中频带宽分析
        2.2.2 全相位FFT频谱分析
        2.2.3 时域分析技术
        2.2.4 基于射频脉冲激励的S参数测量技术
    2.3 双端口矢量网路分析仪中频模块设计方案
        2.3.1 中频模块结构
        2.3.2 双端口矢量网路分析仪控制方案
    2.4 本章小结
第三章 双端矢量网络分析仪口数字信号处理研究
    3.1 矢量网路分析仪数字信号处理概述
    3.2 多通道采样数据接收逻辑设计
    3.3 数字信号变速率处理逻辑设计
        3.3.1 带通采样下的相位分析
        3.3.2 信号正交分解逻辑
        3.3.3 基于抽取滤波的IFBW设计
    3.4 信号矢量信息处理逻辑设计
        3.4.1 全相位FFT预处理
        3.4.2 幅相数据计算逻辑
    3.5 本章小结
第四章 双端口矢量网路分析仪测量模式研究
    4.1 基于连续波激励的S参数测量模式
    4.2 基于射频脉冲激励的S参数测量模式
        4.2.1 射频脉冲激励下S参数测量分析
        4.2.2 射频脉冲激励下S参数测试逻辑实现
        4.2.3 基于射频脉冲激励的S参数测量逻辑仿真验证
    4.3 时域分析模式
        4.3.1 基于S参数的时域模式可行性分析
        4.3.2 基于S参数的时域带通模式
        4.3.3 基于S参数的时域低通模式
    4.4 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 数字处理模块功能测试
        5.1.1 采样数据调理与变速率处理模块测试
        5.1.2 全相位FFT数据预处理测试
    5.2 幅相数据处理性能测试
        5.2.1 单通道测量幅度动态范围以及稳定度测试
        5.2.2 多路相对测量准确性与稳定度测试
        5.2.3 扫描速度测试
    5.3 时域分析功能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3804066