[发明专利]梳状频谱的下变频

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35条第119（e）款要求享有于2012年2月23日提交的将Richard K.Karlquist指定为发明人的、标题为“Downconversion of Comb Spectrum（梳状频谱的下变频）”的美国专利临时申请No.61/602,231的优先权。本临时申请的公开内容通过引用具体地结合在本文中。

背景技术

当在射频（RF）范围内进行测量时，常常分析以等间距频率间隔的一组信号（被称为“梳状频谱”）。例如，网络分析器可以使用梳状频谱来激发被测设备（DUT），然后分析DUT对梳状频谱的响应。DUT的响应典型地是另一个梳状频谱，在该另一个梳状频谱中，原始梳状频谱的各个频率分量根据DUT的电特性而被衰减、放大和/或移相。

为分析DUT的响应，可能有必要将梳状频谱下变频到与信号分析电路兼容的更低的频率范围。例如，当使用更高频率范围（例如，比较高的千兆赫频率范围）内的梳状频谱来对DUT进行分析时，可能有必要将梳状频谱下变频到较低频率范围（例如，较低的千兆赫频率范围或兆赫频率范围）。该下变频能够例如使用超外差接收机来执行。

图1示出了使用输入梳状频谱（或测试梳状频谱）来激发DUT然后对产生的输出梳状频谱（或响应梳状频谱）进行下变频以便分析的已知系统。

参照图1，系统100包括网格分析器105、DUT110以及下变频器115。网络分析器105使用梳状合成器来生成用于DUT110的比较高频率的输入梳状频谱。DUT110接收所述输入梳状频谱，并且通过产生比较高频率的输出梳状频谱而做出响应。下变频器115将输出梳状频谱从比较高的频率下变频到与网络分析器105中的信号分析电路兼容的较低的中频（IF），然后将经下变频的输出梳状频谱传送到信号分析电路。

在某些已知的测试系统中，梳状频谱的下变频还可能产生问题，在经下变频的梳状频谱方面导致模糊。这些问题包括所谓的“像频响应”（image response）和所谓的“谐波混频”。当输入梳状频谱中的两个频率分量与本地振荡器（LO）信号的频率等距离时发生像频响应，如此它们映射到输出梳状频谱中的单个频率分量。另一方面，当输入梳状频谱中的两个频率分量与LO信号的两个不同谐波分量混频，使得它们映射到输出梳状频谱中的相同频率分量中时发生谐波混频。

图2示出了像频响应的示例。在图2中，混频器200将具有10MHz频率的LO信号210与具有在9MHz、10MHz以及11MHz处的频率分量的输入梳状频谱205混频。该混频产生了输出梳状频谱215。如由图3中的虚线箭头所示出的，输入梳状频谱205的9MHz和11MHz分量都与10MHz LO信号210混频，以产生输出梳状频谱215中的在1MHz处的分量。换言之，9MHz和11MHz分量都映射到相同的频率分量中，如由虚线箭头所指示的那样。这产生了输出梳状频谱215中的模糊现象，即使并非不可能，也将很难区分经下变频的9MHz分量与经下变频的11MHz分量。

因为9MHz信号低于10MHz LO信号，所以9MHz信号被称为“下边带”信号，并且9MHz信号的对应混频结果被称为“下边带”响应。同样，因为11MHz信号高于10MHz LO信号，所以11MHz信号被称为“上边带”信号，并且11MHz信号的对应混频结果被称为“上边带”响应。

图3示出了谐波混频的示例。在图3中，混频器300将具有10MHz频率的LO信号310与具有在9MHz和31MHz处的频率分量的输入梳状频谱305混频。这产生了输出梳状频谱315。

此外，混频器300具有谐波响应，该谐波响应意味着混频器300将LO信号310的谐波与梳状频谱305混频。在图3中，LO信号310的二次和三次谐波在括弧中加以表示以将它们与LO信号310区分开来，LO信号310被用来驱动混频器300。在本示例中，9MHz输入信号与10MHz LO信号混频而产生在1MHz处的输出分量，并且31MHz输入信号与LO信号310的30MHz谐波混频而同样产生在1MHz处的输出分量，如由虚线箭头所指示的那样。因此，9MHz和31MHz分量均映射到相同的频率分量中，产生了输出梳状频谱315中的模糊现象。