JP5514240B2

JP5514240B2 - Signal analysis apparatus and signal analysis method

Info

Publication number: JP5514240B2
Application number: JP2012018502A
Authority: JP
Inventors: 康太倉光
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: JP2013156214A

Description

本発明は、例えば携帯電話などの移動体通信機器の移動体通信に用いられる特定周波数を中心として広い周波数帯域に分布する広帯域ＲＦ（Radio Frequency ）信号を受信し、そのレベルなどを測定して分析する信号分析装置及び信号分析方法に関する。 The present invention receives, for example, a wideband RF (Radio Frequency) signal distributed in a wide frequency band centered on a specific frequency used for mobile communication of a mobile communication device such as a mobile phone, and measures and analyzes its level. The present invention relates to a signal analysis apparatus and a signal analysis method.

例えば携帯電話などの移動体通信機器から広帯域ＲＦ信号を受信し、この広帯域ＲＦ信号のレベルなどの周波数成分を正確に測定して分析する信号分析装置として、従来よりスペクトラムアナライザが一般的に知られている。このスペクトラムアナライザでは、測定対象となる移動体通信機器からの広帯域ＲＦ信号（被測定信号）をローカル信号とミキシングして中間周波数信号に変換し、変換された中間周波数信号を中間周波数回路により観測したい信号帯域のみの周波数成分を通過させて帯域制限し、その後にベースバンド信号に変換することで広帯域ＲＦ信号（被測定信号）のレベルなどの周波数成分を測定し、測定結果をスペクトラム表示している。 For example, a spectrum analyzer has been generally known as a signal analyzer that receives a wideband RF signal from a mobile communication device such as a mobile phone and accurately measures and analyzes a frequency component such as the level of the wideband RF signal. ing. In this spectrum analyzer, a wideband RF signal (signal under measurement) from a mobile communication device to be measured is mixed with a local signal and converted to an intermediate frequency signal, and the converted intermediate frequency signal is observed by an intermediate frequency circuit. The frequency component of only the signal band is allowed to pass through to limit the band, and then converted to a baseband signal to measure the frequency component such as the level of the wideband RF signal (signal under measurement), and the measurement result is displayed as a spectrum. .

しかしながら、上述したスペクトラムアナライザでは、周波数変換回路や中間周波数回路において、中間周波数の帯域内でレベル変動（振幅の変動）が生じてしまい、レベル誤差になっていた。また、近年の移動体通信機器においては、使用帯域の広帯域化がさらに進んでおり、この使用帯域内でのレベル変動の校正が望まれている。 However, in the spectrum analyzer described above, level fluctuations (amplitude fluctuations) occur in the intermediate frequency band in the frequency conversion circuit and the intermediate frequency circuit, resulting in a level error. In recent mobile communication devices, the use band is further widened, and calibration of level fluctuations within this use band is desired.

下記特許文献１には、上述した使用帯域内でのレベル変動の校正を行う信号分析装置が開示されている。特許文献１に開示される信号分析装置は、受信端からの被測定信号を局部発振器の出力と混合部で混合して中間周波数信号に変換した後に、Ａ／Ｄ変換部でデジタルのデータに変換する受信系と、受信系から出力されるデータを基に、スペクトルを求める信号解析系とを備えている。また、所定帯域にわたってＦＭ変調された校正用ＲＦ信号を生成し、受信端に被測定信号に代わって入力する校正用信号源と、校正用ＲＦ信号が入力されたときに受信系から出力されるデジタルのデータを基に所定帯域内で、受信系によって生じるレベルの変動及び位相の変動を検出する検出部と、受信系と信号解析系との間に設けられ、検出部で検出された所定帯域内でのレベルの変動及び位相の変動を基に補正されるフィルタ部とを備えている。 Patent Document 1 below discloses a signal analyzer that calibrates level fluctuations within the above-described use band. The signal analyzer disclosed in Patent Document 1 mixes the signal under measurement from the receiving end with the output of the local oscillator and converts it to an intermediate frequency signal, and then converts it into digital data at the A / D converter And a signal analysis system for obtaining a spectrum based on data output from the reception system. Also, a calibration RF signal that is FM-modulated over a predetermined band is generated and input in place of the signal under measurement at the receiving end, and output from the reception system when the calibration RF signal is input. A predetermined band detected by the detection unit, which is provided between the reception unit and the signal analysis system, and a detection unit that detects level fluctuation and phase fluctuation caused by the reception system within a predetermined band based on digital data And a filter unit that is corrected on the basis of the level fluctuation and the phase fluctuation.

これにより、特許文献１に開示される信号分析装置によれば、分析対象の周波数帯域幅（受信帯域幅）が広帯域であっても、信号分析装置の受信系（高周波回路部分）で生じるレベル変動、位相変動を補正して測定することができる。 As a result, according to the signal analysis device disclosed in Patent Document 1, even if the frequency bandwidth (reception bandwidth) to be analyzed is wide, level fluctuations that occur in the reception system (high-frequency circuit portion) of the signal analysis device The phase fluctuation can be corrected and measured.

特開２００８−２３２８０７号公報JP 2008-232807 A

ところで、この種の従来の信号分析装置では、中心周波数を変化させた場合、この中心周波数の変化に伴って帯域内周波数特性も変化するという現象が見受けられる。図６は異なる２つの中心周波数として８００ＭＨｚと５２００ＭＨｚのそれぞれにおける帯域内周波数特性を示している。図６からも明らかなように、中心周波数が異なると、帯域内周波数特性も異なることが判る。 By the way, in this type of conventional signal analyzing apparatus, when the center frequency is changed, a phenomenon that the in-band frequency characteristics change with the change of the center frequency can be seen. FIG. 6 shows in-band frequency characteristics at 800 MHz and 5200 MHz as two different center frequencies. As is apparent from FIG. 6, it can be seen that the in-band frequency characteristics are different when the center frequency is different.

そして、この帯域内周波数特性は、中心周波数の違いだけでなく、信号分析装置の入力段に設けられる１ｓｔミキサ（特許文献１の混合部に相当）の特性に影響されることもあり、従来の信号分析装置では、任意の中心周波数及び任意の帯域幅で高いレベル確度を実現することが困難であった。 And this in-band frequency characteristic may be influenced not only by the difference in the center frequency but also by the characteristic of the 1st mixer (corresponding to the mixing part of Patent Document 1) provided in the input stage of the signal analyzer. In a signal analyzer, it has been difficult to achieve high level accuracy at an arbitrary center frequency and an arbitrary bandwidth.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、任意の中心周波数及び任意の帯域幅で高いレベル確度を実現することができる信号分析装置及び信号分析方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a signal analysis apparatus and a signal analysis method capable of realizing high level accuracy at an arbitrary center frequency and an arbitrary bandwidth. It is said.

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された信号分析装置は、ローカル信号を発生するローカル信号発生部４と、
入力端子７から入力される被測定信号を前記ローカル信号とミキシングする混合部５と、
出力周波数を制御して前記混合部から出力する中間周波数信号と同じ周波数の中間周波数相当の信号を出力する補正用回路部２と、
前記混合部でミキシングされた信号を処理するとともに、測定可能周波数範囲で前記ローカル信号発生部の出力周波数を可変して前記補正用回路部の出力レベルを測定する後段回路部６とを備えた信号分析装置１であって、
前記後段回路部は、該後段回路部が測定した前記補正用回路部の出力レベルの周波数特性による帯域内周波数特性と、前記ローカル信号の周波数を設定中心周波数に固定して設定帯域幅を包含する周波数範囲で出力周波数を可変したときの帯域内周波数特性との差から帯域内周波数特性の補正値を算出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a signal analyzer according to claim 1 of the present invention includes a local signal generator 4 that generates a local signal,
A mixing unit 5 for mixing a signal under measurement input from an input terminal 7 with the local signal;
A correction circuit unit 2 for controlling the output frequency and outputting a signal corresponding to the intermediate frequency of the same frequency as the intermediate frequency signal output from the mixing unit;
A post-stage circuit unit 6 that processes the signal mixed in the mixing unit and measures the output level of the correction circuit unit by varying the output frequency of the local signal generation unit within a measurable frequency range. An analyzer 1 comprising:
The subsequent circuit unit includes a band frequency characteristic by the frequency characteristic of the output level of the correction circuit unit to which the subsequent circuit unit is measured, the frequency set central frequency to fixedly set the bandwidth of said local signal A correction value for the in-band frequency characteristic is calculated from a difference from the in-band frequency characteristic when the output frequency is varied in the frequency range.

請求項２に記載された信号分析方法は、請求項１の信号分析装置１を用いた信号分析方法であって、
測定可能周波数範囲で前記ローカル信号発生部４の出力周波数を可変したときの前記補正用回路部２の出力レベルを測定する第１ステップと、
前記第１ステップで測定された前記補正用回路部の出力レベルの周波数特性から帯域内周波数特性を計算する第２ステップと、
前記ローカル信号発生部が発生するローカル信号の周波数を設定中心周波数に固定して設定帯域幅を包含する周波数範囲で前記補正用回路部の出力周波数を可変して帯域内周波数特性を計算する第３ステップと、
前記第２ステップで計算された帯域内周波数特性と前記第３ステップで計算された帯域内周波数特性との差を補正値として算出する第４ステップとを含むことを特徴とする。 The signal analysis method according to claim 2 is a signal analysis method using the signal analysis device 1 according to claim 1,
A first step of measuring an output level of the correction circuit unit 2 when the output frequency of the local signal generation unit 4 is varied in a measurable frequency range;
A second step of calculating an in-band frequency characteristic from the frequency characteristic of the output level of the correction circuit unit measured in the first step;
A frequency of the in-band frequency characteristic is calculated by fixing the frequency of the local signal generated by the local signal generation unit to a set center frequency and varying the output frequency of the correction circuit unit in a frequency range including a set bandwidth. Steps,
And a fourth step of calculating a difference between the in-band frequency characteristic calculated in the second step and the in-band frequency characteristic calculated in the third step as a correction value.

本発明によれば、装置本体の補正用回路部の出力周波数を変化させることで装置本体のローカル信号の中心周波数を固定したまま任意の周波数で既知の出力電力のＲＦ信号を出力し、利用者が任意に設定する周波数情報、すなわち任意の設定中心周波数及び任意の設定帯域幅における帯域内周波数特性の補正値を得ることができる。 According to the present invention, by changing the output frequency of the correction circuit unit of the apparatus main body, an RF signal having a known output power is output at an arbitrary frequency while fixing the center frequency of the local signal of the apparatus main body. Frequency information arbitrarily set, that is, a correction value of the in-band frequency characteristic in an arbitrary set center frequency and an arbitrary set bandwidth.

そして、任意の設定中心周波数及び任意の設定帯域幅における帯域内周波数特性の補正値を記憶部に保存しておけば、任意の中心周波数及び任意の帯域幅での補正信号を装置本体に備えることが可能となり、任意の中心周波数及び任意の帯域幅で高いレベル確度を実現することができ、予め校正された外部信号源を用いて各中心周波数で帯域内周波数特性を補正する場合と比較して、補正時間を大幅に短縮できるとともに、補正値の保存に用いるメモリの容量を抑えることができる。 And if the correction value of the in-band frequency characteristic at an arbitrary set center frequency and an arbitrary set bandwidth is stored in the storage unit, a correction signal at an arbitrary center frequency and an arbitrary bandwidth is provided in the apparatus body. Compared with the case of correcting the in-band frequency characteristics at each center frequency by using an external signal source calibrated in advance, it is possible to realize high level accuracy at an arbitrary center frequency and an arbitrary bandwidth. The correction time can be greatly shortened, and the capacity of the memory used for storing the correction value can be reduced.

本発明に係る信号分析装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the signal analyzer based on this invention. 本発明に係る信号分析装置における補正用回路部の出力レベルの測定データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement data of the output level of the circuit part for correction | amendment in the signal analyzer which concerns on this invention. 図２の補正用回路部の出力レベルの測定データに基づく帯域内周波数特性の計算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the calculation result of the in-band frequency characteristic based on the measurement data of the output level of the circuit part for correction | amendment of FIG. 本発明に係る信号分析装置において、予め設定される周波数設定条件の中心周波数で補正用回路部の出力周波数を設定帯域幅の範囲で可変したときの帯域内周波数特性の計算結果の一例を示す図である。The signal analyzer which concerns on this invention WHEREIN: The figure which shows an example of the calculation result of the in-band frequency characteristic when the output frequency of the circuit part for correction | amendment is varied in the range of a setting bandwidth with the center frequency of the preset frequency setting conditions It is. 本発明に係る信号分析装置において、周波数情報による帯域内周波数特性の補正前後の測定結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result before and behind correction | amendment of the in-band frequency characteristic by frequency information in the signal analyzer which concerns on this invention. 異なる２つの中心周波数における帯域内周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-band frequency characteristic in two different center frequencies.

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。尚、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and all other forms, examples, operation techniques, etc. that can be implemented by those skilled in the art based on this embodiment are included in the scope of the present invention. .

本発明に係る信号分析装置１は、例えば携帯電話などの移動体通信機器の移動体通信に使用される特定周波数を中心として広い周波数帯域に分布する広帯域ＲＦ信号を受信し、そのレベルなどを分析するものであり、図１に示すように、補正用回路部２、切替部３、ローカル信号発生部４、混合部５、後段回路部６を備えて概略構成される。 The signal analysis apparatus 1 according to the present invention receives a wideband RF signal distributed in a wide frequency band centered on a specific frequency used for mobile communication of a mobile communication device such as a mobile phone, and analyzes the level thereof. As shown in FIG. 1, the correction circuit unit 2, the switching unit 3, the local signal generation unit 4, the mixing unit 5, and the subsequent circuit unit 6 are roughly configured.

補正用回路部２は、利用者が予め周波数情報として設定する任意の設定中心周波数及び任意の設定帯域幅での帯域内周波数特性の補正を行う際に用いられる回路であって、ＩＦ相当発振回路１１と出力電力制御回路１２とを含む構成である。 The correction circuit unit 2 is a circuit used when correcting in-band frequency characteristics at an arbitrary set center frequency and an arbitrary set bandwidth that are set in advance as frequency information by a user, and is an IF equivalent oscillation circuit. 11 and the output power control circuit 12.

ＩＦ相当発振回路１１は、単一の固定の発振源から任意の波形や周波数をデジタル的に生成する電子回路であるダイレクト・デジタル・シンセサイザ（Direct Digtal Synthesizer ：以下、ＤＤＳと略称する）１１ａと、位相同期回路（Phase-locked loop ：以下、ＰＬＬと略称する）１１ｂと、電圧制御発振器１１ｃとを備えて構成される。ＩＦ相当発振回路１１は、ＤＤＳ１１ａの発振周波数が後述する信号処理制御部２４によって可変制御され、この発振周波数の可変に伴うＰＬＬ１１ｂからの電圧により電圧制御発振器１１ｃの出力周波数を制御して周波数ロックさせ、電圧制御発振器１１ｃから所定周波数による中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）相当の信号を出力している。 The IF equivalent oscillation circuit 11 includes a direct digital synthesizer (hereinafter abbreviated as DDS) 11a, which is an electronic circuit that digitally generates an arbitrary waveform or frequency from a single fixed oscillation source, A phase-locked loop (hereinafter abbreviated as PLL) 11b and a voltage-controlled oscillator 11c are configured. In the IF equivalent oscillation circuit 11, the oscillation frequency of the DDS 11a is variably controlled by a signal processing control unit 24, which will be described later, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 11c is controlled by the voltage from the PLL 11b according to the variation of the oscillation frequency to lock the frequency. A signal corresponding to an intermediate frequency (IF) corresponding to a predetermined frequency is output from the voltage controlled oscillator 11c.

出力電力制御回路１２は、可変減衰器１２ａと、混合器１２ｂと、検波器１２ｃとを備えて構成される。出力電力制御回路１２は、ＩＦ相当発振回路１１の電圧制御発振器１１ｃから出力されるＩＦ相当の信号と、ローカル信号発生部４から出力されるローカル信号とを混合器１２ｂでミキシングし、信号分析装置１にとってＲＦ信号相当となる信号を出力している。また、混合器１２ｂから出力される信号の出力電力は、可変減衰器１２ａと検波器１２ｃで構成されるＡＬＣ（自動レベル制御）ループによって制御される。 The output power control circuit 12 includes a variable attenuator 12a, a mixer 12b, and a detector 12c. The output power control circuit 12 mixes the signal corresponding to the IF output from the voltage controlled oscillator 11c of the IF equivalent oscillation circuit 11 and the local signal output from the local signal generation unit 4 with the mixer 12b, and the signal analysis device 1 outputs a signal corresponding to an RF signal. The output power of the signal output from the mixer 12b is controlled by an ALC (automatic level control) loop composed of the variable attenuator 12a and the detector 12c.

切替部３は、例えば高周波スイッチで構成され、装置本体の不図示の操作パネルからの操作入力に基づく信号処理制御部２４の制御により、接点３ａを入力端子７側、又は補正用回路部２側に切り替えている。この接点３ａの切り替えにより、入力端子７から入力される被測定信号（ＲＦ信号）を混合部５で受けて測定する測定モード、又は補正用回路部２を用いて帯域内周波数特性を補正する補正モードが選択される。 The switching unit 3 is composed of, for example, a high-frequency switch, and the contact 3a is connected to the input terminal 7 side or the correction circuit unit 2 side under the control of the signal processing control unit 24 based on an operation input from an operation panel (not shown) of the apparatus body. It has been switched to. By switching the contact 3a, a measurement mode in which the signal under measurement (RF signal) input from the input terminal 7 is received and measured by the mixing unit 5 or a correction for correcting the in-band frequency characteristics using the correction circuit unit 2 is performed. A mode is selected.

ローカル信号発生部４は、局部発振器を有し、混合部５と出力電力制御回路１２の混合器１２ｂとに供給されるローカル信号を発生している。また、ローカル信号発生部４は、局部発振器の発振周波数が信号処理制御部２４によって可変制御される。 The local signal generation unit 4 includes a local oscillator, and generates a local signal supplied to the mixing unit 5 and the mixer 12 b of the output power control circuit 12. In the local signal generation unit 4, the oscillation frequency of the local oscillator is variably controlled by the signal processing control unit 24.

混合部５は、切替部３と後段回路部６との間に設けられる１ｓｔミキサであり、入力端子７から切替部３を介して入力される被測定信号又は補正用回路部２から切替部３を介して入力されるＲＦ信号と、ローカル信号発生部４からのローカル信号とをミキシングし、このミキシングされた中間周波数信号（ＩＦ信号）を後段回路部６に出力している。 The mixing unit 5 is a 1st mixer provided between the switching unit 3 and the post-stage circuit unit 6, and the signal under measurement input from the input terminal 7 via the switching unit 3 or the correction circuit unit 2 to the switching unit 3. And the local signal from the local signal generator 4 are mixed, and the mixed intermediate frequency signal (IF signal) is output to the post-stage circuit unit 6.

後段回路部６は、混合部５からの中間周波数信号を処理するもので、中間処理部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、ＩＱベースバンド処理部２３、信号処理制御部２４、記憶部２５、表示部２６を含む構成である。 The post-stage circuit unit 6 processes the intermediate frequency signal from the mixing unit 5, and includes an intermediate processing unit 21, an A / D conversion unit 22, an IQ baseband processing unit 23, a signal processing control unit 24, a storage unit 25, and a display. The configuration includes the portion 26.

中間処理部２１は、帯域が可変可能なバンドパスフィルタを有し、混合部５からの中間周波数信号をバンドパスフィルタにより観測したい信号帯域のみの周波数成分を通過させ、帯域制限された中間周波数信号を出力している。 The intermediate processing unit 21 has a bandpass filter whose band is variable, and passes the frequency component of only the signal band that the intermediate frequency signal from the mixing unit 5 is to be observed by the bandpass filter, and the band-limited intermediate frequency signal. Is output.

Ａ／Ｄ変換部２２は、不図示のクロック発生部からのクロックにより、中間処理部２１からの出力（帯域制限された中間周波数信号）をデジタルデータに変換している。 The A / D conversion unit 22 converts the output from the intermediate processing unit 21 (band-limited intermediate frequency signal) into digital data using a clock from a clock generation unit (not shown).

ＩＱベースバンド処理部２３は、デジタル化された中間周波数信号を基に位相が直交したベースバンド信号を得る直交復調手段であって、中間周波数信号とほぼ同じ周波数の周波数信号を生成し、この周波数信号を位相が直交する２つの周波数信号にし、それぞれをミキサ手段によりミキシングして２つの直交信号であるＩＱベースバンド信号を出力している。 The IQ baseband processing unit 23 is a quadrature demodulating unit that obtains a baseband signal whose phase is orthogonal based on the digitized intermediate frequency signal, and generates a frequency signal having substantially the same frequency as the intermediate frequency signal. The signal is converted into two frequency signals whose phases are orthogonal to each other, and each of them is mixed by a mixer means to output an IQ baseband signal which is two orthogonal signals.

信号処理制御部２４は、ＦＦＴ演算手段を有し、ＩＱベースバンド処理部２３からのＩＱベースバンド信号の帯域にある全信号を周波数領域のスペクトラムを示すデータに変換している。これにより、表示部２６には、横軸が周波数、縦軸がそのレベル（電力値）に分解して表示される。 The signal processing control unit 24 includes an FFT calculation unit, and converts all signals in the band of the IQ baseband signal from the IQ baseband processing unit 23 into data indicating a frequency domain spectrum. As a result, the horizontal axis is displayed on the display unit 26 as the frequency, and the vertical axis is displayed as the level (power value).

また、信号処理制御部２４は、後述する補正モード時に帯域内周波数特性を計算している。すなわち、補正用回路部２の測定データによる周波数特性から帯域内周波数特性を計算している。また、ローカル信号発生部４の発振周波数を周波数情報の設定中心周波数に固定し、補正用回路部２の出力周波数を可変したときの出力レベルに基づく周波数特性から帯域内周波数特性を計算している。 Further, the signal processing control unit 24 calculates an in-band frequency characteristic in a correction mode described later. That is, the in-band frequency characteristic is calculated from the frequency characteristic based on the measurement data of the correction circuit unit 2. Further, the in-band frequency characteristic is calculated from the frequency characteristic based on the output level when the oscillation frequency of the local signal generation unit 4 is fixed to the set center frequency of the frequency information and the output frequency of the correction circuit unit 2 is varied. .

さらに、信号処理制御部２４は、後述する補正モードにおいて、ＩＦ相当発振回路１１の電圧制御発振器１１ｃからの出力信号を混合部５から出力するＩＦ信号と同じ周波数に固定し、ローカル信号発生部４の局部発振器の発振周波数を測定可能周波数範囲において所定ステップ間隔で可変制御している。 Furthermore, the signal processing control unit 24 fixes the output signal from the voltage controlled oscillator 11c of the IF equivalent oscillation circuit 11 to the same frequency as the IF signal output from the mixing unit 5 in the correction mode described later, and the local signal generation unit 4 The oscillation frequency of the local oscillator is variably controlled at predetermined step intervals in the measurable frequency range.

また、信号処理制御部２４は、後述する補正モードにおいて、中心周波数の設定を変えずに、補正用回路部２の出力周波数を周波数情報の設定帯域幅を包含する周波数範囲において所定ステップ間隔で可変制御している。 Further, the signal processing control unit 24 can change the output frequency of the correction circuit unit 2 at a predetermined step interval in a frequency range including the set bandwidth of the frequency information without changing the setting of the center frequency in the correction mode described later. I have control.

記憶部２５は、信号処理制御部２４によって測定される測定データを保存している。また、記憶部２５は、信号処理制御部２４によって計算される帯域内周波数特性の計算結果を記憶している。さらに、記憶部２５は、予め補正前に利用者によって設定される周波数情報（設定中心周波数、設定帯域幅）を記憶している。 The storage unit 25 stores measurement data measured by the signal processing control unit 24. The storage unit 25 stores the calculation result of the in-band frequency characteristic calculated by the signal processing control unit 24. Further, the storage unit 25 stores frequency information (set center frequency, set bandwidth) set by the user before correction.

表示部２６は、例えば液晶表示器などで構成され、入力端子７から入力される被測定信号のスペクトラム波形や帯域内周波数特性の補正時の信号のスペクトラム波形などを表示している。このスペクトラム波形は、横軸が周波数、縦軸がそのレベルに分解して表示される。 The display unit 26 is composed of a liquid crystal display, for example, and displays the spectrum waveform of the signal under measurement input from the input terminal 7 and the spectrum waveform of the signal when correcting the in-band frequency characteristics. This spectrum waveform is displayed with the horizontal axis broken down to frequency and the vertical axis broken down to that level.

次に、上記のように構成される信号分析装置１の動作として、利用者が予め設定する周波数情報（任意の設定中心周波数及び任意の設定帯域幅）での帯域内周波数特性を補正する場合の処理手順について説明する。 Next, as an operation of the signal analyzing apparatus 1 configured as described above, in-band frequency characteristics are corrected with frequency information (arbitrary setting center frequency and arbitrary setting bandwidth) preset by the user. A processing procedure will be described.

なお、信号分析装置１の設定中心周波数（Ｃｅｎｔｅｒ）と設定帯域幅（Ｓｐａｎ）は、利用者の不図示の操作パネルの操作により、帯域内周波数特性を補正する前に周波数情報として設定されるものであり、信号分析装置１で測定が可能な上限周波数と下限周波数の周波数範囲を表す測定可能周波数範囲の中で任意に中心周波数を設定する。ここでは、設定中心周波数（Ｃｅｎｔｅｒ）＝１０００ＭＨｚ、設定帯域幅（Ｓｐａｎ）＝１２５ＭＨｚが周波数情報として設定されているものとする。また、外部の信号発生器から入力端子７に校正信号（周波数が既知の正弦波信号）を入力して信号分析装置１の本体のレベル校正が既になされているものとする。 The set center frequency (Center) and set bandwidth (Span) of the signal analyzer 1 are set as frequency information before correcting the in-band frequency characteristics by the operation of the operation panel (not shown) of the user. The center frequency is arbitrarily set within the measurable frequency range that represents the frequency range of the upper limit frequency and the lower limit frequency that can be measured by the signal analyzer 1. Here, it is assumed that the set center frequency (Center) = 1000 MHz and the set bandwidth (Span) = 125 MHz are set as frequency information. Further, it is assumed that a calibration signal (a sine wave signal with a known frequency) is input to the input terminal 7 from an external signal generator, and the level calibration of the main body of the signal analyzer 1 has already been performed.

上記周波数情報が予め設定されている状態において、利用者が不図示の操作パネルを操作して補正モードを選択すると、後段回路部６の信号処理制御部２４の制御により、切替部３の接点３ａが入力端子７側から補正用回路部２側に切り替わる。この状態で、信号処理制御部２４は、信号分析装置１に予め設定されている周波数情報から設定中心周波数を確認する。ここでは、設定中心周波数（Ｃｅｎｔｅｒ）＝１０００ＭＨｚ、設定帯域幅（Ｓｐａｎ）＝１２５ＭＨｚが周波数情報として設定されているので、設定中心周波数が１０００ＭＨｚであることを確認する。 When the user selects a correction mode by operating an operation panel (not shown) in a state where the frequency information is set in advance, the contact 3a of the switching unit 3 is controlled by the signal processing control unit 24 of the post-stage circuit unit 6. Is switched from the input terminal 7 side to the correction circuit unit 2 side. In this state, the signal processing control unit 24 confirms the set center frequency from the frequency information set in advance in the signal analyzer 1. Here, since the set center frequency (Center) = 1000 MHz and the set bandwidth (Span) = 125 MHz are set as the frequency information, it is confirmed that the set center frequency is 1000 MHz.

次に、信号処理制御部２４は、上述した設定中心周波数の確認を終えると、補正用回路部２の混合器１２ｂから出力される信号の出力電力のレベルを測定する。この出力電力のレベルの測定にあたっては、ＩＦ相当発振回路１１の電圧制御発振器１１ｃからの出力信号を混合部５から出力するＩＦ信号と同じ周波数に固定し、ローカル信号発生部４からの出力信号の周波数を測定可能周波数範囲において所定ステップ間隔で可変する。具体的には、５ＭＨｚ〜６０００ＭＨｚの範囲において５ＭＨｚステップ間隔でローカル信号発生部４からの出力信号の周波数を可変する。 Next, when the signal processing control unit 24 finishes confirming the set center frequency described above, the signal processing control unit 24 measures the level of the output power of the signal output from the mixer 12b of the correction circuit unit 2. In measuring the output power level, the output signal from the voltage controlled oscillator 11 c of the IF equivalent oscillation circuit 11 is fixed to the same frequency as the IF signal output from the mixing unit 5, and the output signal from the local signal generating unit 4 is measured. The frequency is varied at predetermined step intervals in the measurable frequency range. Specifically, the frequency of the output signal from the local signal generator 4 is varied at 5 MHz step intervals in the range of 5 MHz to 6000 MHz.

図２は信号分析装置１における補正用回路部２の出力レベルの測定データの一例を示す図である。図２の例においては、周波数５ＭＨｚのときの出力レベルが−１６．２１ｄＢｍ、周波数１０ＭＨｚのときの出力レベルが−１６．２５ｄＢｍ、周波数１５ＭＨｚのときの出力レベルがー１６．３０ｄＢｍ、周波数５９９５ＭＨｚのときの出力レベルが−１８．１７ｄＢｍ、周波数６０００ＭＨｚのときの出力レベルが−１８．３０ｄＢｍといったように、周波数５ＭＨｚから５ＭＨｚステップ間隔で周波数６０００ＭＨｚまでの出力レベルが測定される。そして、このときの全ての測定データは、補正用回路部２の出力電力の周波数特性として記憶部２５に保存される。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of measurement data of the output level of the correction circuit unit 2 in the signal analysis apparatus 1. In the example of FIG. 2, when the output level at the frequency of 5 MHz is -16.21 dBm, the output level at the frequency of 10 MHz is -16.25 dBm, the output level at the frequency of 15 MHz is -16.30 dBm, and the frequency is 5995 MHz. The output level is measured from a frequency of 5 MHz to a frequency of 6000 MHz at a 5 MHz step interval such that the output level is -18.17 dBm and the output level is -18.30 dBm. All the measurement data at this time is stored in the storage unit 25 as the frequency characteristics of the output power of the correction circuit unit 2.

次に、信号処理制御部２４は、中心周波数の設定を変えずに、補正用回路部２の出力周波数を周波数情報の設定帯域幅を包含する周波数範囲において所定ステップ間隔で可変制御する。例えば中心周波数が１０００ＭＨｚの場合には、この中心周波数１０００ＭＨｚに対して±６５ＭＨｚ（＞帯域幅（Ｓｐａｎ）／２）の範囲において５ＭＨｚステップ間隔で補正用回路部２の出力周波数を可変する。そして、信号処理制御部２４は、このときの第帯域内周波数特性を計算する（計算結果Ａ：第２の帯域内周波数特性）。 Next, the signal processing control unit 24 variably controls the output frequency of the correction circuit unit 2 at a predetermined step interval in a frequency range including a set bandwidth of frequency information without changing the setting of the center frequency. For example, when the center frequency is 1000 MHz, the output frequency of the correction circuit unit 2 is varied at 5 MHz step intervals within a range of ± 65 MHz (> bandwidth (Span) / 2) with respect to the center frequency of 1000 MHz. Then, the signal processing control unit 24 calculates the in-band frequency characteristic at this time (calculation result A: second in-band frequency characteristic).

図４は予め設定される周波数情報の設定中心周波数で設定帯域幅を包含する範囲（中心周波数１０００ＭＨｚ±６５ＭＨｚ）で補正用回路部２の出力周波数を可変したときの帯域内周波数特性の計算結果Ａの一例を示す図である。図４の例においては、中心周波数１０００ＭＨｚをｏｆｆｓｅｔ周波数「０ＭＨｚ」としたとき、ｏｆｆｓｅｔ周波数ー６５ＭＨｚ（９３５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ａが＋０．２０ｄＢ、ｏｆｆｓｅｔ周波数＋１５ＭＨｚ（１０１５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ａが−０．１５ｄＢ、ｏｆｆｓｅｔ周波数＋６５ＭＨｚ（１０６５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ａがー０．２５ｄＢとして得られる。そして、これらの計算結果Ａは記憶部２５に保存される。 FIG. 4 shows the calculation result A of the in-band frequency characteristics when the output frequency of the correction circuit unit 2 is varied within a range including the set bandwidth at the set center frequency of the preset frequency information (center frequency 1000 MHz ± 65 MHz). It is a figure which shows an example. In the example of FIG. 4, when the center frequency is 1000 MHz and the offset frequency is “0 MHz”, the calculation result A of the in-band frequency characteristic at the offset frequency of −65 MHz (935 MHz) is +0.20 dB, and the offset frequency is +15 MHz (1015 MHz). The calculation result A of the in-band frequency characteristic is −0.15 dB, and the calculation result A of the in-band frequency characteristic at the offset frequency +65 MHz (1065 MHz) is −0.25 dB. These calculation results A are stored in the storage unit 25.

次に、信号処理制御部２４は、事前に取得して記憶部２５に保存された補正用回路部２の出力電力の周波数特性から帯域内周波数特性を計算する（計算結果Ｂ：第１の帯域内周波数特性）。図３は図２の補正用回路部２の出力レベルの測定データに基づく帯域内周波数特性の計算結果Ｂの一例を示す図である。図３の例においては、中心周波数１０００ＭＨｚ（ｏｆｆｓｅｔ周波数「０ＭＨｚ」）に対し、ｏｆｆｓｅｔ周波数ー６５ＭＨｚ（９３５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ｂが＋０．０４ｄＢ、ｏｆｆｓｅｔ周波数＋１５ＭＨｚ（１０１５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ｂがー０．０２ｄＢ、ｏｆｆｓｅｔ周波数＋６５ＭＨｚ（１０６５ＭＨｚ）での帯域内周波数特性の計算結果Ｂが０ｄＢとして得られる。そして、これらの計算結果Ｂは記憶部２５に保存される。 Next, the signal processing control unit 24 calculates an in-band frequency characteristic from the frequency characteristic of the output power of the correction circuit unit 2 acquired in advance and stored in the storage unit 25 (calculation result B: first band Internal frequency characteristics). FIG. 3 is a diagram showing an example of the calculation result B of the in-band frequency characteristic based on the output level measurement data of the correction circuit unit 2 of FIG. In the example of FIG. 3, for the center frequency 1000 MHz (offset frequency “0 MHz”), the calculation result B of the in-band frequency characteristic at the offset frequency −65 MHz (935 MHz) is +0.04 dB, and the offset frequency +15 MHz (1015 MHz). The calculation result B of the in-band frequency characteristic is -0.02 dB, and the calculation result B of the in-band frequency characteristic at the offset frequency +65 MHz (1065 MHz) is 0 dB. These calculation results B are stored in the storage unit 25.

続いて、信号処理制御部２４は、上述した帯域内周波数特性の計算結果Ａ，Ｂを用いてＡ−Ｂを計算する。例えば図２及び図３の例においては、ｏｆｆｓｅｔ周波数ー６５ＭＨｚのとき、Ａ−Ｂ＝０．２０−０．０４＝０．１６［ｄＢ］が補正値として計算される。そして、これらの計算結果は、利用者が任意に設定する周波数情報（設定中心周波数及び設定帯域幅）による帯域内周波数特性の補正値として記憶部２５に保存されるとともに、測定モード時に入力端子７から入力される被測定信号に反映させる。 Subsequently, the signal processing control unit 24 calculates A−B using the calculation results A and B of the in-band frequency characteristics described above. For example, in the example of FIGS. 2 and 3, when the offset frequency is −65 MHz, AB = 0.20−0.04 = 0.16 [dB] is calculated as the correction value. These calculation results are stored in the storage unit 25 as correction values of in-band frequency characteristics based on frequency information (set center frequency and set bandwidth) arbitrarily set by the user, and at the input terminal 7 in the measurement mode. To be reflected in the signal to be measured.

ここで、図５は信号分析装置１において、周波数情報による補正前後の帯域内周波数特性の一例を示す図である。図５の例においては、８００ＭＨｚが設定中心周波数として設定されており、この設定中心周波数８００ＭＨｚをｏｆｆｓｅｔ周波数「０ＭＨｚ」としたときの補正前後の帯域内周波数特性を示している。図５からも明らかなように、補正前の状態では、ｏｆｆｓｅｔ周波数に対して±６０ＭＨｚの範囲においてー０．４７〜０．９６のＥｒｒｏｒがあるのに対し、補正後の状態では、ｏｆｆｓｅｔ周波数に対して±６０ＭＨｚの範囲においてＥｒｒｏｒがほぼ０に近似していることが判る。 Here, FIG. 5 is a diagram showing an example of in-band frequency characteristics before and after correction by frequency information in the signal analyzing apparatus 1. In the example of FIG. 5, 800 MHz is set as the set center frequency, and in-band frequency characteristics before and after correction when the set center frequency 800 MHz is set to the offset frequency “0 MHz” are shown. As is apparent from FIG. 5, in the state before correction, there is an error of −0.47 to 0.96 in the range of ± 60 MHz with respect to the offset frequency, whereas in the state after correction, the offset frequency is On the other hand, it can be seen that Error is approximately zero in the range of ± 60 MHz.

なお、上述した帯域内周波数特性の補正に関する処理において、例えばローカル信号発生部４の発振周波数を可変制御して図２に示す補正用回路部２の出力レベルを測定した後、この出力レベルの周波数特性から図３に示す帯域内周波数特性を計算し、計算結果を記憶部２５の保存しておくこともでき、処理手順が説明した順序に限定されるものではない。 In the above-described processing relating to the correction of the in-band frequency characteristics, for example, the oscillation frequency of the local signal generation unit 4 is variably controlled to measure the output level of the correction circuit unit 2 shown in FIG. The in-band frequency characteristics shown in FIG. 3 can be calculated from the characteristics, and the calculation results can be stored in the storage unit 25, and the processing procedure is not limited to the order described.

このように、本発明によれば、装置本体の補正用回路部２を利用し、補正用回路部２の出力周波数を変化させることで装置本体のローカル信号の中心周波数を固定したまま任意の周波数で既知の出力電力のＲＦ信号を出力し、利用者が任意に設定する周波数情報、すなわち任意の設定中心周波数及び任意の設定帯域幅における帯域内周波数特性の補正値を得ることができる。 As described above, according to the present invention, the correction circuit unit 2 of the apparatus main body is used and the output frequency of the correction circuit unit 2 is changed, so that the center frequency of the local signal of the apparatus main body is fixed and an arbitrary frequency is maintained. By outputting an RF signal having a known output power, frequency information arbitrarily set by the user, that is, a correction value of in-band frequency characteristics in an arbitrary set center frequency and an arbitrary set bandwidth can be obtained.

そして、上記補正値を記憶部２５に保存しておけば、任意の中心周波数及び任意の帯域幅での補正信号を装置本体に備えることが可能となり、任意の中心周波数及び任意の帯域幅で高いレベル確度を実現することができ、予め校正された外部信号源を用いて各中心周波数で帯域内周波数特性を補正する場合と比較して、補正時間を大幅に短縮できるとともに、補正値の保存に用いるメモリの容量を抑えることができる。 And if the said correction value is preserve | saved in the memory | storage part 25, it will become possible to provide the apparatus main body with the correction signal in arbitrary center frequencies and arbitrary bandwidths, and it is high with arbitrary center frequencies and arbitrary bandwidths. Level accuracy can be realized, and the correction time can be greatly reduced and the correction value can be saved compared to correcting the in-band frequency characteristics at each center frequency using a pre-calibrated external signal source. The capacity of the memory to be used can be suppressed.

ところで、上述した実施の形態において、ＩＦ相当発振回路１１は、混合部５としての１ｓｔミキサが出力するＩＦ信号と同じ周波数を含む任意のＩＦ信号を出力できる構成であればよく、図示の回路構成に限定されるものではない。 By the way, in the above-described embodiment, the IF equivalent oscillation circuit 11 may be configured to output an arbitrary IF signal including the same frequency as the IF signal output from the 1st mixer as the mixing unit 5. It is not limited to.

１信号分析装置
２補正用回路部
３切替部
４ローカル信号発生部
５混合部
６後段回路部
７入力端子
１１ＩＦ相当発振回路
１１ａＤＤＳ
１１ｂＰＬＬ
１１ｃ電圧制御発振器
１２出力電力制御回路
１２ａ可変減衰器
１２ｂ混合器
１２ｃ検波器
２１中間処理部
２２Ａ／Ｄ変換部
２３ＩＱベースバンド処理部
２４信号処理制御部
２５記憶部
２６表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal analyzer 2 Correction | amendment circuit part 3 Switching part 4 Local signal generation part 5 Mixing part 6 Subsequent circuit part 7 Input terminal 11 IF equivalent oscillation circuit 11a DDS
11b PLL
11c Voltage Control Oscillator 12 Output Power Control Circuit 12a Variable Attenuator 12b Mixer 12c Detector 21 Intermediate Processing Unit 22 A / D Converter 23 IQ Baseband Processing Unit 24 Signal Processing Control Unit 25 Storage Unit 26 Display Unit

Claims

ローカル信号を発生するローカル信号発生部（４）と、
入力端子（７）から入力される被測定信号を前記ローカル信号とミキシングする混合部（５）と、
出力周波数を制御して前記混合部から出力する中間周波数信号と同じ周波数の中間周波数相当の信号を出力する補正用回路部（２）と、
前記混合部でミキシングされた信号を処理するとともに、測定可能周波数範囲で前記ローカル信号発生部の出力周波数を可変して前記補正用回路部の出力レベルを測定する後段回路部（６）とを備えた信号分析装置（１）であって、
前記後段回路部は、該後段回路部が測定した前記補正用回路部の出力レベルの周波数特性による帯域内周波数特性と、前記ローカル信号の周波数を設定中心周波数に固定して設定帯域幅を包含する周波数範囲で出力周波数を可変したときの帯域内周波数特性との差から帯域内周波数特性の補正値を算出することを特徴とする信号分析装置。 A local signal generator (4) for generating a local signal;
A mixing section (5) for mixing a signal under measurement input from an input terminal (7) with the local signal;
A correction circuit unit (2) for controlling the output frequency and outputting a signal corresponding to the intermediate frequency of the same frequency as the intermediate frequency signal output from the mixing unit;
A post-stage circuit unit (6) that processes the signal mixed by the mixing unit and measures the output level of the correction circuit unit by varying the output frequency of the local signal generation unit within a measurable frequency range. A signal analyzer (1) comprising:
The subsequent circuit unit includes a band frequency characteristic by the frequency characteristic of the output level of the correction circuit unit to which the subsequent circuit unit is measured, the frequency set central frequency to fixedly set the bandwidth of said local signal A signal analyzer that calculates a correction value of an in-band frequency characteristic from a difference from the in-band frequency characteristic when the output frequency is varied in a frequency range.

請求項１の信号分析装置（１）を用いた信号分析方法であって、
測定可能周波数範囲で前記ローカル信号発生部（４）の出力周波数を可変したときの前記補正用回路部（２）の出力レベルを測定する第１ステップと、
前記第１ステップで測定された前記補正用回路部の出力レベルの周波数特性から帯域内周波数特性を計算する第２ステップと、
前記ローカル信号発生部が発生するローカル信号の周波数を設定中心周波数に固定して設定帯域幅を包含する周波数範囲で前記補正用回路部の出力周波数を可変して帯域内周波数特性を計算する第３ステップと、
前記第２ステップで計算された帯域内周波数特性と前記第３ステップで計算された帯域内周波数特性との差を補正値として算出する第４ステップとを含むことを特徴とする信号分析方法。 A signal analysis method using the signal analysis device (1) according to claim 1,
A first step of measuring an output level of the correction circuit section (2) when the output frequency of the local signal generation section (4) is varied within a measurable frequency range;
A second step of calculating an in-band frequency characteristic from the frequency characteristic of the output level of the correction circuit unit measured in the first step;
A frequency of the in-band frequency characteristic is calculated by fixing the frequency of the local signal generated by the local signal generation unit to a set center frequency and varying the output frequency of the correction circuit unit in a frequency range including a set bandwidth. Steps,
A signal analysis method comprising: a fourth step of calculating, as a correction value, a difference between the in-band frequency characteristic calculated in the second step and the in-band frequency characteristic calculated in the third step.