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Allgemein beinhalten herkömmliche Spektrumanalysatoren eine Architektur, die durch einen Mischvorgang ein Hochfrequenz(HF)-Eingangssignal in ein Zwischenfrequenz(ZF)-Signal für eine Detektion umsetzt. Eine direkte HF-Detektion ist möglich, beispielsweise unter Verwendung eines breitbandigen Analog-Digital-Wandlers (ADW). Jedoch weisen breitbandige ADWs einen begrenzten Dynamikbereich auf, neigen zu hohem Grundrauschen und sind relativ teuer.
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Ein üblicher Mischvorgang beinhaltet einen Frequenzumsetzer einschließlich eines Lokaloszillators (LO), der ein LO-Signal erzeugt, und eines Mischers, der das erzeugte LO-Signal mit dem HF-Eingangssignal mischt, um die HF-Frequenz in eine kleinere Zwischenfrequenz (ZF) umzusetzen, bei der eine Detektion über einen herkömmlichen ADW mit weniger Rauschen und zu geringeren Kosten durchgeführt werden kann. Der LO ist abgestimmt, ein LO-Signal mit einer LO-Frequenz zu erzeugen, die um den Wert der ZF höher oder niedriger als die HF-Frequenz des HF-Eingangssignals ist. Wenn der LO auf eine LO-Frequenz, die höher als die HF-Frequenz ist, abgestimmt ist und das gewünschte HF-Detektionsband um die ZF niedriger ist, werden Signale, die an dem Eingang des Mischers um eine ZF-Beabstandung oberhalb der LO-Frequenz vorliegen, ebenfalls in den ZF-Bereich umgesetzt und detektiert. Auf ein derartiges Signal als ein ”Bildsignal” bezeichnet werden, das kein ”reales Signal” (oder ”tatsächliches Signal”), sondern vielmehr ein Signal ist, das nicht existiert. Das Vorhandensein eines Bildsignals ist besonders problematisch, wenn versucht wird, ein Signal mit einer relativ kleinen Amplitude bei der HF-Frequenz zu detektieren, während ein Signal mit großer Amplitude bei der Frequenz des Bildsignals vorliegt.
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Historisch gesehen verfügten Spektrumanalysatoren über keine praktische Möglichkeit, derartige Bildsignale zu verhindern und beinhalteten deshalb ein Verfahren namens ”Signal-ID”, gemäß dem der LO von oberhalb des HF-Signals zu unterhalb des HF-Signals umgeschaltet wurde. Auf diese Weise würde sich das ZF-Signal nicht ändern, wenn das detektierte Signal bei der HF-Frequenz war. Wenn jedoch das detektierte Signal ein Bildsignal war, schaltete das detektierte Signal von der ZF-Frequenz zum Dreifachen der ZF-Frequenz um, wodurch ein Identifizieren des detektierten Signals als ein Bildsignal möglich wurde.
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Neuere herkömmliche Spektrumanalysatoren beinhalten komplexere Verfahren, die eine zusätzliche Schaltungsanordnung verwenden, um im Wesentlichen bildfreie Abwärtsumsetzer zu erzeugen. Dies kann durch Aufwärtsumsetzen des HF-Bands und anschließendes Filtern von HF und LO erreicht werden. Das Aufwärtsumsetzen bewirkt, dass die Bildsignale weit von den HF-Signalen getrennt werden, und das Filtern entfernt die Bildsignale. Das gefilterte, bildfreie, als erstes umgesetzte Signal wird dann abwärts auf eine zu detektierende ZF umgesetzt. Aufgrund des Filterns liegen keine unerwünschten Signale an dem Eingang des zweiten Umsetzers vor und bewirken Bildsignale. Jedoch ist diese Technik des Aufwärtsumsetzens für Spektrumanalysatoren mit einer höheren Frequenz (beispielsweise 1 GHz und höher) schwierig und kostenaufwändig.
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Deshalb wurde eine weitere Technik entwickelt, die einen Swept-Tuned-Vorauswähler, wie beispielsweise ein YIG-abgestimmtes Filter, verwendet, um das eingegebene HF-Signal vorzufiltern, um Bildsignale zu entfernen, bevor dieselben den ersten Umsetzer erreichen. Die aktuelle Technologie begrenzt derartige Vorwähler allgemein auf Frequenzen oberhalb von 2 GHz oder sogar oberhalb von 3,6 GHz. Besonders hat der Vorwähler den zusätzlichen Vorteil, dass große Außerbandsignale, die ansonsten eine Kompression des Eingangsumsetzers bewirken, entfernt werden. Jedoch ist die Vorwähltechnik teuer und kann nicht für Multifunktionsinstrumente verwendet werden (wie beispielsweise PNA-X-Netzwerkanalysatoren, die von Keysight Technologies, Inc. erhältlich sind, die Vektornetzwerkanalyse(VNA)- sowie Spektrumanalyse-Fähigkeiten umfassen), da das Filtern, insbesondere von abstimmbaren YIG-abgestimmten Filtern, nicht ausreichend stabil oder wiederholbar ist, um eine stabile Phasen- und Amplitudenantwort durch das Filter zu unterstützen. Des Weiteren ist das Filtern zum Entfernen von Bildsignalen nicht exakt, so dass noch einige Restbildsignale in der Antwort vorhanden sein können.
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Außerdem sind nicht vorgewählte Versionen von Spektrumanalysatoren eingeführt worden, die eine digitale Verarbeitung verwenden, um Bildsignale zu entfernen. Beispielsweise verwendet ein derartiger Nicht-Vorwähl-Spektrumanalysator einen Einzelne-Umsetzung-Mischer, führt jedoch zwei Datenerfassungen aus. Eine Datenerfassung wird mit der LO-Frequenz, die niedriger als die HF-Frequenz des Eingangssignals ist, ausgeführt und die andere wird mit der LO-Frequenz, die höher als die HF-Frequenz ist, ausgeführt. Der Spektrumanalysator verarbeitet die zwei Signale und wählt dadurch das Minimum der zwei Signale zur Anzeige aus. Wenn ein reales Signal vorliegt, erscheint dasselbe in beiden Datenerfassungen und somit wird der ordnungsgemäße Pegel angezeigt. Wenn das Signal ein Bildsignal ist, ist es in einer Datenerfassung groß und erscheint nicht in der anderen Datenerfassung. Daher wäre das Minimum der zwei Datenerfassungen im Wesentlichen das Grundrauschen. Die duale Datenerfassungstechnik ist praktikabel, außer wenn das HF-Eingangssignal ein Zweiton- oder Mehrtonsignal aufweist, das genau mit dem Zweifachen der ZF übereinstimmt. In diesem Fall erscheint das Bild eines der Mehrfachtöne in der ZF und führt zu einer fehlerhaften Detektion. Der Spektrumanalysator kann für jede Erfassung einen zufälligen LO verwenden, um dieses Ergebnis in einem Zweitonfall weniger wahrscheinlich zu machen. Wenn jedoch ein unbekanntes Mehrtonsignal gemessen wird, stellt der zufällige LO-Vorgang praktisch sicher, dass das Mehrtonsignal gelegentlich genau auf dem Versatz des zufälligen LOs landet und ein Störsignal zeigt. Falls eine Randomisierung des LOs ausgeschaltet ist, besteht keine Garantie, dass das Mehrtonsignal nicht genau auf dem LO-Versatz landet und ein durchgängiges Bildsignal zeigt.
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Somit wird eine verbesserte Unterscheidung von Bildsignalen benötigt, insbesondere in Bezug auf Mehrtonsignale (mit mehr als zwei Tönen).
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Spektrumanalysators und ein Hochfrequenz(HF)-Messsystem mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Spektrumanalysators gemäß Anspruch 1 sowie ein Hochfrequenz(HF)-Messsystem gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Die repräsentativen Ausführungsbeispiele sind am besten anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung verständlich, wenn sie zusammen mit den angehängten Figuren gelesen werden. Wo immer es anwendbar und praktisch ist, verweisen ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Spektrumanalysatorsystems, der ausgebildet ist, eine Bildsignalunterdrückung auf einem Frequenz(HF)-Spektrum bereitzustellen, gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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2A ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Bildunterdrückung auf einem Eingangs-HF-Spektrum gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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2B ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von HF-Antworten aus ZF-Spektren eines Eingangs-HF-Spektrums gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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3 eine veranschaulichende Anzeige einer Frequenzantwort für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion ohne Bildunterdrückungsvorgang;
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4 eine veranschaulichende Anzeige von Frequenzantworten für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion und ohne Bildunterdrückungsvorgang;
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5 eine veranschaulichende Anzeige von Frequenzantworten für eine Zweiton-HF-Spektrum-Detektion und einen Bildunterdrückungsvorgang mit zufälligen LO-Versätzen gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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6 eine veranschaulichende Anzeige von Frequenzantworten für eine Zweiton-HF-Spektrum-Detektion und einen Bildunterdrückungsvorgang mit zufälligen LO-Versätzen gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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7 eine veranschaulichende Anzeige von Frequenzantworten für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion und einen Bildunterdrückungsvorgang mit festen LO-Versätzen gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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8 eine veranschaulichende Anzeige von Frequenzantworten für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion und einen Bildunterdrückungsvorgang mit zufälligen LO-Versätzen gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel;
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9 eine veranschaulichende Anzeige von Bildunterdrückungsspuren zum Bestimmen einer Frequenzantwortspur gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel; und
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10 eine veranschaulichende Anzeige einer Frequenzantwortspur für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion und einen Bildunterdrückungsvorgang und eine entsprechende veranschaulichende Anzeige von Bildunterdrückungsspuren zum Bestimmen der Frequenzantwortspur gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind, zu Zwecken der Erläuterung und nicht der Begrenzung, veranschaulichende Ausführungsbeispiele, die bestimmte Details offenbaren, dargelegt, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsbeispielen gemäß den vorliegenden Lehren bereitzustellen. Es ist jedoch für eine Person, die den Nutzen der vorliegenden Offenbarung hatte, offensichtlich, dass andere Ausführungsbeispiele gemäß den vorliegenden Lehren, die von den hierin offenbarten spezifischen Details abweichen, innerhalb des Schutzbereichs der angehängten Patentansprüche bleiben. Darüber hinaus können Beschreibungen von gut bekannten Vorrichtungen und Verfahren weggelassen sein, um die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele nicht zu beeinträchtigen. Derartige Verfahren und Vorrichtungen liegen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Lehren.
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Allgemein wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe ”ein/eine” und ”der/die/das”, wie in der Spezifikation und den angehängten Patentansprüchen verwendet, sowohl Singular- und Pluralform umfassen, sofern der Kontext nicht deutlich auf das Gegenteil verweist. So bezeichnet beispielsweise ”eine Vorrichtung” sowohl eine Einrichtung als auch mehrere Einrichtungen.
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Wie in der Beschreibung und den angehängten Patentansprüchen verwendet und zusätzlich zu ihrer gewöhnlichen Bedeutung, bedeuten die Begriffe ”wesentlich” oder ”im Wesentlichen” in akzeptablen Grenzen oder in akzeptablem Ausmaß. Beispielsweise bedeutet ”im Wesentlichen aufgehoben”, dass ein Fachmann auf dem Gebiet die Aufhebung als akzeptabel betrachten würde. Als ein weiteres Beispiel bedeutet ”im Wesentlichen entfernt”, dass ein Fachmann auf dem Gebiet das Entfernen als akzeptabel betrachten würde.
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Wie in der Beschreibung und den angehängten Patentansprüchen verwendet und zusätzlich zu seiner gewöhnlichen Bedeutung, bedeutet der Begriff ”ungefähr” oder ”etwa” für einen Fachmann auf dem Gebiet innerhalb einer akzeptablen Grenze oder Menge. Beispielsweise bedeutet ”ungefähr derselbe”, dass ein Fachmann auf dem Gebiet die miteinander verglichenen Gegenstände als dieselben betrachten würde.
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Allgemein wird gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen eine verbesserte Bildunterdrückungsfähigkeit für einen Spektrumanalysator und/oder ein Hochfrequenz(HF)-Messsystem, das als ein Spektrumanalysator dient, bereitgestellt. Ferner kann die Bildunterdrückungsfähigkeit auf herkömmliche Spektrumanalysatorarchitekturen erweitert werden, um Niederpegel-Lokaloszillator(LO)-Störantworten zu entfernen, die nun die Fähigkeit von herkömmlichen Spektrumanalysatoren, sehr niedrige Störsignale ohne falsche Detektion zu messen, begrenzen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele unterscheiden genau zwischen realen Signalen und Bildsignalen und ermöglichen somit eine Bildunterdrückung, selbst wenn mehrere Bilder in Zwischenfrequenz(ZF)-Antwortregionen überlappen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen empfängt ein Mischer ein Eingangs-Hochfrequenz(HF)-Spektrum mit mehreren Tönen (beispielsweise mehr als zwei Tönen) mit einer HF-Spanne. Der Mischer mischt das Eingangs-HF-Spektrum mit mehreren Lokaloszillator(LO)-Frequenzen, die durch einen ungleichmäßigen LO-Versatz getrennt sein können und die ein Überlappen von ZF-Bandbreiten (ZFBWs) innerhalb der HF-Spanne ermöglichen. Der ungleichmäßige LO-Versatz kann zufällig implementiert sein. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele eliminieren effektiv die Möglichkeit, dass ein Bildsignal auf jeder der LO-Frequenzen landet (d. h. dieselbe Frequenz wie diese aufweist) und dadurch eine Detektion (und Unterdrückung) verhindert.
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Auf diese Weise stellen verschiedene Ausführungsbeispiele ein HF-Messsystem, das als ein Spektrumanalysator dient, und ein Verfahren zum Betreiben desselben bereit, um Bildsignale aus einem detektierten Eingangs-HF-Spektrum zu eliminieren. Das Verfahren umfasst beispielsweise ein Bestimmen von zumindest drei LO-Frequenzen, die zum Empfangen des Eingangs-HF-Spektrums erforderlich sind; ein Bestimmen von LO-Versätzen zwischen den zumindest drei LO-Frequenzen; und ein Mischen der zumindest drei LO-Frequenzen mit dem Eingangs-HF-Spektrum, um zumindest drei entsprechende ZF-Signale mit einer ZF-Bandbreite bereitzustellen, wobei bei zumindest einem der ZF-Signale das Eingangs-HF-Spektrum mit einem anderen Abschnitt der ZF-Bandbreite gemischt ist als bei zumindest einem weiteren der ZF-Signale, wodurch eine überlappende Abdeckung des Eingangs-HF-Spektrums bereitgestellt wird; ein Erfassen von ADW-Zeitaufzeichnungen für die ZF-Signale. Das Verfahren umfasst ferner ein Durchführen von Fourier-Transformationen (FTs) an den ADW-Zeitaufzeichnungen, um ZF-Spektren bereitzustellen, wobei jedes ZF-Spektrum mehrere FT-Intervallbereiche (FT-Bins) umfasst, die entsprechende mehrere HF-Frequenzintervallbereiche darstellen, die das Eingangs-HF-Spektrum darstellen; und ein Detektieren von HF-Antworten aus den ZF-Spektren, um eine HF-Antwortspur, die dem Eingangs-HF-Spektrum entspricht, zu bestimmen. Die LO-Versätze können ungleichmäßig sein, und die ungleichmäßigen LO-Versätze können zufällig eingestellt sein.
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1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines HF-Messsystems, das als ein Spektrumanalysator dient, der ausgebildet ist, eine Bildunterdrückung auf einem Eingangs-HF-Spektrum bereitzustellen, das ein Mehrton-Eingangs-HF-Spektrum umfassen kann, gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel.
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Bezug nehmend auf 1 umfasst ein HF-Messsystem 100, das ein Spektrumanalysator sein oder als ein Spektrumanalysator dienen kann, beispielsweise einen Empfänger 110, der ausgebildet ist, ein Eingangs-HF-Spektrum, das ein oder mehrere diskrete Frequenzsignale aufweist, die als Töne bezeichnet werden, zu empfangen und zu messen. Besonders ist das HF-Messsystem 100 in der Lage, zuverlässig mehrere (beispielsweise zwei oder mehr) Töne zu verarbeiten, während Bildsignale unterdrückt werden. Die Töne eines Mehrton-Eingangs-HF-Spektrums können in Tonpaaren auftreten und mehr als zwei Töne können bei gleichmäßig beabstandeten Frequenzen über das Eingangs-HF-Spektrum hinweg liegen. Der Empfänger 110 umfasst einen Lokaloszillator (LO) 112, der ausgebildet ist, verschiedene LO-Signale mit verschiedenen LO-Frequenzen zu erzeugen, und einen Mischer 114, der ausgebildet ist, das Eingangs-HF-Spektrum und die verschiedenen LO-Signale zu mischen, um entsprechende Zwischenfrequenzsignale bereitzustellen, wie unten erörtert. Demgemäß umfasst der Mischer 114 einen LO-Eingang, einen HF-Eingang und einen ZF-Ausgang. Der Empfänger 110 umfasst ferner einen Analog-Digital-Wandler (ADW) 116, der einen oder mehrere Kanäle, die durch einen repräsentativen Kanal CH0 angezeigt sind, zum Empfangen des ZF-Signals von dem ZF-Ausgang des Mischers 114 aufweist. Der ADW 116 wandelt die analogen ZF-Signale in digitale Datensätze um, die einer Fourier-Transformation (FT) oder Frequenzintervallbereichen entsprechen, wie unten erörtert. Der ADW 116 kann ein Auslöser-Ein-Tor zum Auslösen von Abtastungsvorgängen umfassen.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das HF-Messsystem 100 ferner einen HF-Signalgenerator (nicht gezeigt) zum Erzeugen eines HF-Spektrums umfassen, das als ein Stimulussignal in ein Testobjekt (device under test, DUT) (nicht gezeigt) eingegeben werden kann. In diesem Fall kann das Eingangs-HF-Spektrum, das dem HF-Eingang des Mischers 114 bereitgestellt ist, ein Ausgangssignal des DUT sein, das auf das Stimulussignal anspricht.
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Wie unten erörtert, mischt der Mischer 114 das Eingangs-HF-Spektrum mit mehreren verschiedenen LO-Frequenzen innerhalb einer zu messenden HF-Spanne. Bei einem Ausführungsbeispiel sind vier LO-Frequenzen, die durch LO-Stufen oder LO-Versätze voneinander beabstandet sind, vorhanden, obwohl verschiedene Anzahlen von LO-Frequenzen enthalten sein können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen. Ferner umfasst das Ausführungsbeispiel, das in 1 dargestellt ist, einen einzelnen Mischer 114 und einen einzelnen LO 112, der ausgebildet sein kann, jede der verschiedenen LO-Frequenzen zu erzeugen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann jedoch der Empfänger 110 mehrere LOs und/oder mehrere Mischer, die den mehreren LO-Frequenzen entsprechen, umfassen. Die ZF-Signale, die den verschiedenen LO-Frequenzen entsprechen, weisen ZF-Bandbreiten (ZFBWs) auf, die durch die Abtastrate des ADW 116 bestimmt werden. Das heißt, allgemein beträgt die ZF-Bandbreite weniger als eine Hälfte der ADW-Abtastrate. Die ZF-Signale bilden jeweils ADW-Datensätze, die der ZF-Bandbreite der speziellen ZF entsprechen.
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Der Satz verschiedener LO-Frequenzen, die durch den LO 112 erzeugt werden, wird ausgewählt, um die HF-Spanne des Eingangs-HF-Spektrums, das durch den Mischer 114 empfangen wird, abzudecken und um überlappende ZF-Bandbreiten bereitzustellen. Die LO-Stufen, die die LO-Frequenzen trennen, können gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Wenn die LO-Stufen ungleichmäßig sind, bedeutet dies, dass die LO-Versätze zwischen benachbarten LO-Frequenzen voneinander verschieden sind. Die ungleichmäßigen LO-Versätze können vom Entwurf her vorbestimmt sein, oder dieselben können zufällig bestimmt (d. h. zufällige LO-Versätze) sein, wie unten erörtert.
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Das HF-Messsystem 100 umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit 120, einen Speicher 130, eine Anzeigeeinheit 140 und eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Einheit 150. Die Verarbeitungseinheit 120 ist ausgebildet, Gesamtvorgänge des HF-Messsystems 100 zu steuern und von dem Empfänger 110 empfangene Daten zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit 120 kann in dem HF-Messsystem 100 enthalten sein oder kann eine separate Vorrichtung sein, wie beispielsweise ein Personalcomputer (PC). Die Verarbeitungseinheit 120 ist mit den anderen Komponenten des HF-Messsystems 100 verbunden, wie beispielsweise dem Empfänger 110 zum Steuern verschiedener Aspekte des Empfangsvorgangs, einschließlich Bestimmen von LO-Frequenzen und Versatz, und zum Verarbeiten empfangener Daten, einschließlich Durchführen von FTs, wie beispielsweise schnelle Fourier-Transformationen (Fast Fourier Transformations, FFTs), an den digitalen Datensätzen, die von dem ADW 116 empfangen werden, und Einstufen der FTs gemäß mehreren LO-Erfassungen bei jeder LO-Frequenz, als ein Beispiel. Die Verarbeitungseinheit 120 ist außerdem mit dem Speicher 130 zum Speichern von FT-Intervallbereiche und anderen Messinformationen, der Anzeigeeinheit 140 zum Anzeigen von Frequenzspektren, um das Eingangs-HF-Spektrum zu messen, und der E/A-Einheit 150 zum Ermöglichen einer Schnittstellensteuerung durch einen Benutzer verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass ein beliebiger Typ von verdrahteten und/oder drahtlosen Verbindungen zwischen der Verarbeitungseinheit 120 und anderen Komponenten des HF-Messsystems 100, die eine Übertragung von Kommunikation und Daten und Steuersignalen ermöglichen, enthalten sein kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen.
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Allgemein kann die Verarbeitungseinheit 120 durch einen Computerprozessor (beispielsweise eines PCs oder einer zweckgebundenen Workstation), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Gatterarrays (FPGAs) oder Kombinationen derselben unter Verwendung von Software, Firmware, fest verdrahteten Logikschaltungen oder Kombinationen derselben implementiert werden. Insbesondere ein Computerprozessor kann aus einer beliebigen Kombination aus Hardware, Firmware oder Softwarearchitekturen aufgebaut sein und Speicher (beispielsweise einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher) zum Speichern von ausführbarem Code von ausführbarer Software/Firmware, der zulässt, dass derselbe die verschiedenen Funktionen durchführt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Computerprozessor beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zum Ausführen eines Betriebssystems umfassen. Die Verarbeitungseinheit 120 kann eine Speichervorrichtung, wie beispielsweise Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), Flash-Speicher, elektrisch programmierbaren ROM (EPROM), elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM), Festplattenlaufwerk (HDD) oder Ähnliches, umfassen. Daten (beispielsweise FT- und/oder FFT-Intervallbereiche) aus verschiedenen Messungen können in dem Speicher 130 gespeichert und/oder zur Analyse auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt werden, wie oben erwähnt. Der Speicher 130 kann einen beliebigen RAM- oder ROM-Typ, der mit der Verarbeitungseinheit 120 kompatibel ist, beispielsweise einen Flash-Speicher, EPROM, EEPROM, HDD oder Ähnliches, umfassen. Die E/A-Einheit 150 kann eine beliebige Benutzerschnittstelle, wie beispielsweise eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI), für einen Benutzer umfassen, um Vorgänge zu steuern und/oder Daten und Berechnungsergebnisse des HF-Messsystems 100 anzusehen.
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2A ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Spektrumanalysators als einen Abgestufter-Lokaloszillator(LO)-Fourier-Transformation(FT)-Analysator, wie beispielsweise einen Schnelle-Fourier-Transformation(FFT)-Analysator. Zu Diskussionszwecken wird auf FFTs verwiesen, obwohl darauf hingewiesen wird, dass andere FTs enthalten sein können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen. Das Verfahren von 2A kann beispielsweise durch das HF-Messsystem 100 von 1 durchgeführt werden, obwohl verschiedene Typen von Spektrumanalysatoren und Spektrummessvorrichtungen enthalten sein können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen.
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Bezug nehmend auf 2A werden in Block S211 anfängliche Eingangsparameter zum Betreiben des Spektrumanalysators und letztendlich zum Detektieren einer HF-Antwort auf ein Eingangs-HF-Spektrum, das mehrere Töne aufweisen kann, empfangen. Die Eingangsparameter können manuell durch einen Benutzer, beispielsweise über die E/A-Einheit 150, eingegeben werden oder durch eine Verarbeitungsvorrichtung, beispielsweise die Verarbeitungseinheit 120, berechnet und automatisch eingegeben werden. Die Eingangsparameter können beispielsweise die Start- und Stoppfrequenz (oder HF-Spanne) des Eingangs-HF-Spektrums, die Bandbreite und die Auflösungsbandbreite RBW (resolution bandwidth) der Spektrumanalysatormessung und eine Zwischenfrequenz(ZF)-Bandbreite umfassen. Die ZF-Bandbreite kann auf der ADW-Filterbreite basieren.
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Zum Empfangen des Eingangs-HF-Spektrums und zum Eliminieren von Bildsignalen wird die Anzahl von LO-Stufen, die zum Abdecken der HF-Spanne verwendet werden, in Block S212 bestimmt und die LO-Frequenzen, die den LO-Stufen entsprechen, werden in Block S213 bestimmt. Die Anzahl von ZFs in der HF-Spanne wird ebenfalls bestimmt, da die Anzahl von ZFs eine Funktion der Anzahl von LO-Frequenzen ist, und die LO-Frequenzen werden in Block S214 mit dem Eingangs-HF-Spektrum gemischt, um jeweils ZF-Signale bereitzustellen.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen überlappen die Abdeckungen der LO-Frequenzen einander derart, dass zumindest drei LOs und entsprechende ZF-Erfassungen (und ZF-Bandbreiten), die pro Ton des Eingangs-HF-Spektrums verwendet werden, vorhanden sind. Das heißt, die Anzahl von ZF-Erfassungen, die pro HF-Frequenz verwendet werden, wird die Überlappung genannt. Anders ausgedrückt, die verschiedenen Ausführungsbeispiele umfassen zumindest drei überlappende LO-Frequenzen, die in überlappenden ZF-Bandbreiten resultieren. Die mehreren LO-Frequenzen werden verwendet, um dieselben HF-Frequenzen abzudecken, um mehrere ZF-Erfassungen zu erzeugen. Allgemein besteht eine LO-Erfassung pro LO-Frequenz, obwohl diese eine LO-Erfassung mehrere HF-Frequenzen darstellen kann. Beispielsweise wird die LO-Erfassung als eine oder mehrere (zum Beispiel, normalerweise zwei) der ZF-Bandbreitenüberlappungen für HF-Frequenzen unterhalb der LO-Frequenz verwendet, und dieselben Daten werden als die eine oder mehreren ZF-Bandbreitenüberlappungen für HF-Frequenzen oberhalb der LO-Frequenz verwendet. Jede LO-Erfassung stellt, wie unten erörtert, eine entsprechende ADW-Zeitaufzeichnung bereit, die HF-Antworten sowohl oberhalb als auch unterhalb der LO-Frequenz darstellt. Jedes ZF-Signal ist die HF-Antwort, die durch eine ZF-Frequenzantwort modifiziert wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird jede ADW-Zeitaufzeichnung N mal für jede von N Überlappungen verwendet.
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Bezug nehmend auf Block S212 bis S214 stellen die mehreren LO-Frequenzen eine Vielzahl von ZF-Signalen bereit, die verarbeitet werden, um entsprechende Antwortspurspektren zu produzieren, wie unten erörtert. Bei einem Ausführungsbeispiel deckt jedes ZF-Signal dieselbe ZF-Bandbreite (Maximal-bis-Minimalfrequenzbereich) ab, stellt jedoch verschiedene HF-Antwortbereiche dar, die von der entsprechenden LO-Frequenz abhängen. Eine ZF-Detektion weist Maximal- und Minimalfrequenzen auf. Der HF-Antwortbereich, der durch die ZF-Bandbreite dargestellt wird, resultiert entweder aus der LO-Frequenz minus der ZF-Bandbreite oder aus der LO-Frequenz plus der ZF-Bandbreite. Wenn beispielsweise die Minimalfrequenz der ZF-Bandbreite 1 MHz und die Maximalfrequenz der ZF-Bandbreite 34 MHz beträgt und die LO-Frequenz bei 3 GHz eingestellt ist, dann entspricht der HF-Antwortbereich, der in dieser besonderen ZF vorliegt, Frequenzen von 2,966 GHz bis 2,999 GHz und von 3,001 GHz bis 3,034 GHz. Bei der ZF kann in keiner einzelnen LO-Erfassung festgestellt werden, ob das ZF-Signal ein HF-Signal von oberhalb oder von unterhalb der LO-Frequenz darstellt.
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Außerdem können die LO-Versätze zwischen den LO-Frequenzen von benachbarten LO-Stufen jeweils ungleichmäßig sein. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen können die ungleichmäßigen Versätze vorbestimmt sein oder zufällig bestimmt sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen. LO-Frequenzen, die durch zufällige LO-Versätze getrennt sind, können als Zufalls-LOs bezeichnet werden. Beispielsweise kann eine Randomisierung an drei oder mehr LO-Frequenzen (beispielsweise vier LO-Frequenzen) angelegt werden, wobei jede LO-Frequenz zufällig von der nächsten beabstandet ist. Besonders eine Randomisierung von nur zwei LO-Frequenzen reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Bildsignal auf einem Zweitonsignal eines Eingangs-HF-Spektrums landet, gewährleistet jedoch effektiv, dass über mehrere Durchläufe (sweeps) ein Bildsignal für ein Mehrtonsignal mit mehr als zwei Tönen erscheint. Der Grund dafür liegt darin, dass eine Randomisierung der LO-Frequenzen eine feste LO-Stufe für jede LO-Erfassung produziert, die sich zufällig von einer LO-Frequenz zur anderen ändert. Jedoch werden zahlreiche LO-Frequenzen pro HF-Frequenz benötigt, beispielsweise vier LO-Frequenzen, um eine breite HF-Spanne von Frequenzen abzudecken. Wenn das Eingangs-HF-Spektrum ein Breitbandmehrtonsignal ist, kann ein großer Kamm von gleichmäßig beabstandeten Tönen, deren Abstand dem Spektrumanalysator unbekannt ist, vorhanden sein. Demgemäß gewährleisten wiederholte (beispielsweise zumindest drei) zufällige LO-Einstellungen, dass an manchen HF-Frequenzen der Töne der LO-Versatz innerhalb der ZF-Auflösung auf irgendeinem Paar von Tönen des Eingangs-HF-Spektrums landet und dabei bewirkt, dass Bildsignale in beiden LO-Erfassungen erscheinen (was bedeutet, dass die Bildsignale nicht mit nur zwei LO-Erfassungen entfernt werden können). Mit anderen Worten, bei zwei zufälligen LO-Frequenzen besteht eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit, dass eine LO-Frequenz auf dem Abstand zwischen Tönen landet. Bei mehr als zwei LO-Frequenzen, die zufällig beabstandet sind, können die LO-Frequenzen jedoch nicht auf Tonabständen landen, die gleichmäßig beabstandet sind. Daher werden zumindest drei Frequenzen pro HF-Frequenz benötigt. Für breitere HF-Spannen nimmt die Anzahl von erforderlichen LO-Frequenzen zu (beispielsweise als 1/N der ZFBW).
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Mehrere (beispielsweise vier, sechs, acht usw.) produzierte und randomisierte LO-Frequenzen resultieren in entsprechenden randomisierten ZF-Signalen. Ein Bildsignaldetektieren zwischen den randomisierten ZF-Signalen wird als eine Funktion jeder der mehreren LO-Frequenzen gemessen. Mindestens werden zumindest drei LO-Frequenzen benötigt, um zu gewährleisten, dass ein Zweiton-Eingangs-HF-Spektrum nicht als ein Bildsignal detektiert wird, wenn die LO-Frequenzen randomisiert sind und der Abstand oder Versatz zwischen den LO-Frequenzen nicht innerhalb einer RBW zueinander liegt. Bei einem unbekannten Mehrton-Eingangs-HF-Spektrum beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Bildsignal an einer beliebigen HF-Frequenz für ein Mehrton-Eingangs-HF-Spektrum eines beliebigen Zeitraums aufgezeichnet wird, ungefähr (N·RBW/ZFBW)^N, wobei RBW die Auflösungsbandbreite ist und ZFBW die ZF-Bandbreite der Spektrumanalysatormessung ist und N die Anzahl von zufälligen, überlappenden LO-Frequenzen ist. Wenn beispielsweise nur zwei LO-Frequenzen auf einem Mehrtonsignal verwendet werden, wie bei manchen herkömmlichen Systemen, mit einer RBW von 1 MHz und einer ZFBW von 40 MHz, liegt daher die Wahrscheinlichkeit ein Bildsignal zu sehen bei ungefähr (2·1/40)^2 oder eins zu 400. Im Vergleich dazu fällt gemäß einem Ausführungsbeispiel, das vier LO-Frequenzen verwendet, die Wahrscheinlichkeit ein Bildsignal zu sehen auf (4·1/40)^4 oder eins zu 10.000. Ferner liegt bei acht Lokaloszillatoren (die Grenze für die Maximalzahl von LO-Frequenzen richtet sich nach der ZFBW/RBW) die Wahrscheinlichkeit ein Bildsignal zu sehen bei (8·1/40)^8 oder eins zu 400.000.
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Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Randomisierung der LO-Frequenzen unter Umständen nicht vollständig zufällig sein. Vielmehr können die Grenzen der Randomisierung zur Ergebnisoptimierung auf einer Durchlauf-für-Durchlauf-Basis gesteuert werden. Beispielsweise ist das ZF-Signal des Spektrumanalysators nicht flach, und gewöhnlich fällt das ZF-Signal ab, während die ZF-Frequenz ansteigt. Damit eine Bildunterdrückung gut funktioniert, sollten die LO-Frequenzen relativ weit voneinander beabstandet sein. Damit eine Randomisierung Bildsignale entfernt, sollte die Randomisierung größer als die RBW der Spektrumanalysatormessung sein. Deshalb kann jede LO-Frequenz eines Durchlaufs über das Zweifache der maximalen RBW randomisiert werden, aber auf einer Durchlauf-für-Durchlauf-Basis kann die LO-Frequenz über 1/N der ZFBW randomisiert werden, sodass eine beliebige HF-Frequenz über mehrere Durchläufe mehrere verschiedene Bereiche des ZF-Signals verwendet und somit effektiv gewährleistet, dass ein durchschnittliches Grundrauschen über mehrere Durchläufe aufrechterhalten wird.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 2A werden in Block S215 ADW-Zeitaufzeichnungen der ZF-Signale erfasst und gespeichert, beispielsweise durch die Verarbeitungseinheit 120 bzw. den Speicher 130. Die ADW-Zeitaufzeichnungen können eine Reihe von LO-Erfassungen für jede der LO-Frequenzen umfassen, deren Anzahl gemäß Block S213 oben bestimmt wurde. Fourier-Transformationen, wie beispielsweise schnelle Fourier-Transformationen (FFTs), werden an den ADW-Zeitaufzeichnungen durchgeführt, beispielsweise durch die Verarbeitungseinheit 120, wobei die FFTs entsprechende ZF-Spektren der ADW-Zeitaufzeichnungen, die den LO-Frequenzen entsprechen, bereitstellen. Mit anderen Worten, jede der ZFs weist ein entsprechendes ZF-Spektrum auf, das einen Satz von Frequenzbereich-ADW-Zeitaufzeichnungen auf der Basis der Anzahl von LO-Erfassungen aufweist. Allgemein gilt, je länger die Dauer der ADW-Zeitaufzeichnung (und damit, je größer die Anzahl von Punkten) ist, desto besser die Auflösung. Das heißt, von derselben ZFBW sind mehr FFT-Intervallbereiche verfügbar. Beispielsweise stellt bei einer ZFBW von 40 MHz eine ADW-Zeitaufzeichnung mit 2.000 Punkten 1.000 komplexe FFT-Intervallbereiche mit jeweils 40 kHz bereit, während eine ADW-Zeitaufzeichnung mit 2.000.000 Punkten 1.000.000 komplexe FFT-Intervallbereiche mit jeweils 40 Hz bereitstellt. Die Anzahl von LO-Erfassungen kann wie folgt angenähert werden: [HF-Spanne/(2·ZFBW/Anzahl von Überlappungen)] + N. Also ergeben beispielsweise eine 1.000-MHz-HF-Spanne, eine 50-MHz-ZFBW und N = 4 44 LO-Erfassungen. Das Zweifache der ZFBW ist enthalten, da jede LO-Frequenz höhere und niedrigere ZFs aufweist, und N/2 wird für jeden der Endpunkte hinzugefügt, sodass N der Anzahl von LO-Erfassungen hinzugefügt wird.
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Somit wird jedes ZF-Spektrum in eine Anzahl von diskreten Antwortfrequenzen als ein Ergebnis der FFTs aufgeteilt. Die FFT weist eine FFT-Auflösung auf und produziert eine Antwort in der Gestalt eines FFT-Intervallbereichs. Jeder FFT-Intervallbereich stellt die Leistung des HF-Signals in der Frequenzspanne dieses besonderen FFT-Intervallbereichs dar. Falls beispielsweise die ZF-Bandbreite eines ZFs 33 MHz breit ist und 2.000 ADW-Abtastwerte vorliegen, erzeugt der Spektrumanalysator (beispielsweise die Verarbeitungseinheit 120) 1.000 FFT-Intervallbereiche (komplex), und jeder FFT-Intervallbereich enthält einen Bereich von Frequenzen, der eine Spanne von 33 kHz (d. h. 33 MHz/1.000 = 33-kHz-Spanne) darstellt. Jeder FFT-Intervallbereich enthält außerdem gleichzeitig Informationen von zwei HF-Frequenzen oberhalb und unterhalb der entsprechenden LO-Frequenz. Beispielsweise enthält ein FFT-Intervallbereich bei 10 MHz Daten aus sowohl 10 MHz oberhalb der LO-Frequenz und 10 MHz unterhalb der LO-Frequenz. Wenn also die LO-Frequenz 1.000 MHz beträgt, stellt der 10-MHz-FFT-Intervallbereich sowohl 990 MHz als auch 1.010 MHz dar. Alle FFT-Intervallbereiche des ZF-Spektrums bilden gleichermaßen zwei Sätze von HF-Frequenzen ab. Wenn die LO-Frequenz dann um 15 MHz gestuft wird, beispielsweise von 1.000 MHz auf 1.015 MHz, weist das resultierende ZF-Spektrum einen anderen Datensatz auf, wobei der FFT-Intervallbereich bei 5 MHz dasselbe HF-Signal wie derjenige bei 1.010 MHz aufweist, sowie ein HF-Signal von 1.020 MHz. Die neuen Daten bei 10 MHz stellen nun 1.005 MHz und 1.025 MHz dar. Dieser FFT-Einstufungs-Vorgang wird für jede der LO-Frequenzen fortgeführt. Daher ist jedes ZF-Spektrum aus einer Anzahl von FFT-Intervallbereichen zusammengesetzt, wobei jeder FFT-Intervallbereich eine HF-Frequenz oberhalb und eine HF-Frequenz unterhalb der entsprechenden LO-Frequenz darstellt.
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In Block S216 wird eine ZF-Korrektur an jedes der ZF-Spektren angelegt. Spezieller, die ZF-Korrektur modifiziert ein ZF-Signal, um einen Fehler aufgrund einer ZF-Frequenzantwort zu entfernen, wobei die ZF-Spektren im Wesentlichen dieselben Amplituden für den gleichen Eingangspegel aufweisen. Mit anderen Worten, bei einem Ausführungsbeispiel stellt die ZF-Korrektur ein ZF-Spektrum bereit, sodass die HF-Signalamplitude unabhängig von dem FFT-Intervallbereich, in den dieselbe fällt, korrekt dargestellt wird, wodurch ZF-Frequenzantwortunterschiede korrigiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist Block S216 optional. Das heißt, eine ZF-Korrektur wird nur nach Bedarf durchgeführt.
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Die (korrigierten) ZF-Spektren, die den LO-Frequenzen entsprechen, werden dann in Block S217 sortiert. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen werden die FFT-Intervallbereiche, die den ZF-Spektren entsprechen, in Sammlungen von HF-Antwort-Intervallbereichen sortiert. Das Sortieren der ZF-Spektren umfasst ein Bestimmen für jede HF-Antwort-Intervallbereich-Frequenz, welche FFT-Intervallbereiche für jede der LO-Erfassungen den HF-Antwort-Intervallbereichen entsprechen. Allgemein entspricht jeder FFT-Intervallbereich in jedem ZF-Spektrum zwei HF-Antwort-Intervallbereichen.
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Die HF-Antwort-Intervallbereiche aus den ZF-Spektren, die den LO-Frequenzen entsprechen, werden als HF-Antwortspuren in Block S218 detektiert (und gespeichert). Es gibt eine HF-Antwortspur für jede Überlappung (wobei es N Überlappungen gibt, wie oben erörtert). Bei jedem HF-Antwort-Bin wird eine endgültige HF-Antwortspur aus den N HF-Antwortspuren bestimmt (und gespeichert). Die gesamte HF-Antwort kann aus dem Bildunterdrückungsvorgang, der an die Sammlung von sortierten HF-Antwortbildspuren aus den HF-Antwort-Intervallbereichen angelegt wird, bestimmt werden. Mit anderen Worten, die endgültige HF-Antwortspur ist effektiv eine Sammlung der HF-Antwort-Intervallbereiche. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Detektieren der HF-Antworten allgemein ein Bestimmen, wann eine gewisse Anzahl von äquivalenten FFT-Intervallbereich-Werten für jedes ZF-Spektrum innerhalb eines Schwellenwerts zueinander liegt, Auswählen eines Minimal-FFT-Intervallbereich-Werts, wenn keiner der FFT-Intervallbereich-Werte innerhalb des Schwellenwerts liegt, und Auswählen einer mathematischen Kombination der FFT-Intervallbereich-Werte, wenn die FFT-Intervallbereich-Werte innerhalb des Schwellenwerts liegen, umfassen. Der gewählte Minimal-FFT-Intervallbereich-Wert oder die mathematische Kombination der FFT-Intervallbereich-Werte kann als die HF-Antwort für diesen FFT-Intervallbereich gespeichert und/oder angezeigt werden. In Block S219 wird die HF-Antwortspur an die Detektions- und Anzeigefunktion des Spektrumanalysators gesendet, beispielsweise zur Anzeige auf der Anzeigeeinheit 140 und/oder zum Speichern in dem Speicher 130.
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Bezug nehmend auf Block S218 besteht eine herkömmliche Technik zum Bestimmen der korrekten HF-Antwort von zwei ZF-Spektren darin, das Minimum der zwei ZF-Spektren zu verwenden. Wenn nur zwei Spektren vorhanden sind, ist dies im Wesentlichen die einzige Verarbeitung, die möglich ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen hierin stellen jedoch die mehreren LO-Frequenzen und entsprechenden ZF-Signale mehrere ZF-Spektren bereit, die eine Gelegenheit bereitstellen, mehr und unterschiedliche Arten einer Bildunterdrückung auf der Basis von ZF-Spektren durchzuführen. Besonders der ZF-Detektionsvorgang (der beispielsweise durch die Verarbeitungseinheit 120 ausgeführt wird) weist keine A-priori-Kenntnis des Eingangssignals auf, sodass die angezeigten Ergebnisse nur aus der Vielzahl von ZF-Spektren, die als eine Funktion der Vielzahl der LO-Erfassungen gemessen werden, abgeleitet werden kann. Der Detektionsvorgang bestimmt den Wert, der in die endgültige HF-Antwortspur aus der Sammlung von N HF-Antwortspuren einzugeben ist. Nach dem Sortieren werden die ZF-Spektren nun zu HF-Detektionsspuren, die sowohl zu behaltende Signale als auch zu unterdrückende Bilder enthalten.
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Außerdem kann ein Bildsignal im Vergleich zu dem realen HF-Signal bezüglich der Amplitude variieren. Beispielsweise kann die Amplitude (oder der Wert) des Bildsignals viel größer sein als, gleich oder viel kleiner sein als die/der des realen HF-Signals. Ferner kann ein Bildsignal dem Anschein nach auf derselben Frequenz wie das reale Signal landen, in welchem Fall die entsprechenden ZF-Spektren die Vektorsumme des Bildsignals und des realen Signals enthalten. Die Amplitude und Phase des Bildsignals bestimmen, inwiefern dieses zu dem realen Signal addiert bzw. von diesem subtrahiert wird, um die Vektorsumme bereitzustellen. Wenn die Amplituden des Bildsignals und des realen Signals im Wesentlichen dieselben sind, können dieselben exakt addiert werden (relative Phase von Null), indem sie ein 6 dB höheres Signal bereitstellen, oder exakt subtrahiert werden (relative Phase 180 Grad), indem sie kein Signal bereitstellen (sich gegenseitig aufheben). Allgemein gesprochen kann ein Bildsignal, das auf einem realen Signal landet, bewirken, dass die Amplitude des detektierten realen Signals stärker oder schwächer variiert.
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Es kann eine Vielzahl von verschiedenen Beziehungen zwischen Bildsignalen und realen Signalen bestehen, die allesamt durch die hierin bereitgestellten Ausführungsbeispiele detektiert werden können. Zwei Beispiele für verschiedene Szenarien werden zu Veranschaulichungszwecken bereitgestellt. Bei dem ersten Szenario ist ein Bildsignal bezüglich der Amplitude viel größer oder kleiner als das vorliegende HF-Signal (beispielsweise mehr als etwa 3 dB größer). Bei dem zweiten Szenario landet ein Bildsignal auf dem HF-Signal. Von einem Ausführungsbeispiel ausgehend, bei dem vier LO-Erfassungen (unter Verwendung von entsprechenden vier LO-Frequenzen) ZF-Spektren bereitstellen, die jede HF-Frequenz abdecken, wenn das Bildsignal viel größer als das reale Signal ist, gibt es ein großes Signal und drei kleinere Signale mit ungefähr demselben Wert. Die drei kleineren Signale sind Rauschen (davon ausgehend, dass das Bildsignal nicht auf dem HF-Signal landet). Wenn das Bildsignal auf einem HF-Signal landet und destruktiv addiert wird, gibt es ein kleines Signal und drei Signale, die ungefähr denselben Wert haben (alle mit einer größeren Amplitude als das kleine Signal).
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Wenn das Bildsignal viel größer als das reale Signal ist, wie bei dem ersten Szenario, und die herkömmliche Technik gut funktioniert, wird der Minimalwert aus den vier Signalen als das reale Signal ausgewählt und die korrekte Antwort kann angezeigt werden. Wenn jedoch das Bildsignal auf dem HF-Signal landet, wie bei dem zweiten Szenario, versagt die herkömmliche Technik und der falsche Wert des realen Signals würde angezeigt werden. Besonders in einer Mehrtonsituation können beide Szenarien auftreten, und die resultierende ZF kann zwei Signale mit ungefähr derselben Amplitude zeigen, wobei ein drittes Signal (aufgrund eines Bildsignals, das zu dem realen HF-Signal addiert wird) größer ist, und ein Signal, das (aufgrund eines anderen Bildsignals, das von dem realen HF-Signal subtrahiert wird) kleiner ist. Die Technik gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist so definiert, dass sie bestimmt, ob die Amplitudenwerte der vier (oder mehr) ZF-Spektren, die den vier (oder mehr) LO-Frequenzen entsprechen, innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegen, wie beispielsweise 1 dB. Falls dies der Fall ist, wird der Mittelwert der vier Signale als das reale Signal verwendet. Falls dies nicht der Fall ist, werden die Signale mit dem maximalen und dem minimalen Amplitudenwert verworfen. Es wird dann bestimmt, ob die Amplitudenwerte der verbleibenden zwei Signale innerhalb eines anderen (breiteren) vorbestimmten Schwellenwerts liegen. Falls dies der Fall ist, wird dann der Mittelwert der verbleibenden zwei Signale als das reale Signal verwendet, und falls dies nicht der Fall ist, wird dann das Signal mit dem minimalen Amplitudenwert als das reale Signal verwendet. Diese Technik bietet die Möglichkeit, zuverlässig unerwünschte Bildsignale zu entfernen, während sie einfach zu implementieren ist und sehr schnelle Vergleiche verwendet.
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2B ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von HF-Antworten aus ZF-Spektren eines Eingangs-HF-Spektrums gemäß repräsentativen Ausführungsbeispielen. Wie in der obigen Diskussion wird davon ausgegangen, dass der Vorgang, der in 2B gezeigt ist, vier LO-Frequenzen und entsprechende LO-Erfassungen verwendet, um ZF-Spektren, die jede HF-Frequenz abdecken, bereitzustellen. 2B fasst mehrere Untervorgänge, die abhängig von den Werten und/oder relativen Werten von Bildunterdrückungssignalen, die den LO-Erfassungen entsprechen, in einer besonderen Reihenfolge ausgeführt werden können, zusammen, wie unten mit Bezug auf 9 und 10 erörtert.
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Unter Bezugnahme auf 2B werden die Werte (Amplituden) der vier Bildunterdrückungssignale für die HF-Antwort an einer besonderen HF-Frequenz in Block S221 bestimmt. In Block S222 wird bestimmt, ob alle vier Bildunterdrückungssignale innerhalb eines vorbestimmten engen Schwellenwerts liegen (beispielsweise 0,1 dB). Der enge Schwellenwert kann beispielsweise auf der Basis des ZFBW-Korrekturfehlers bestimmt werden. Wenn alle vier Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts (Block S222: Ja) liegen, ist das reale Signal auf den Mittelwert der vier Bildunterdrückungssignale in Block S223 eingestellt und der Vorgang endet. Wenn alle vier Bildunterdrückungssignale nicht innerhalb des engen Schwellenwerts liegen (Block S222: Nein), fährt der Vorgang mit Block S224 fort.
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In Block S224 wird bestimmt, ob drei der vier Bildunterdrückungssignale aus den LO-Erfassungen innerhalb des vorbestimmten engen Schwellenwerts liegen (beispielsweise 0,1 dB). Wenn beliebige drei der vier Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts liegen (Block S224: Ja), ist das reale Signal auf den Mittelwert der drei Bildunterdrückungssignale in Block S225 eingestellt und der Vorgang endet. Wenn keine Kombination von drei der vier Bildunterdrückungssignale, die innerhalb des engen Schwellenwerts (Block S224: Nein) liegen, besteht, fährt der Vorgang mit Block S226 fort.
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In Block S226 wird bestimmt, ob zwei der vier Bildunterdrückungssignale innerhalb des vorbestimmten engen Schwellenwerts liegen (beispielsweise 0,1 dB). Wenn beliebige zwei der vier Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts liegen (Block S226: Ja), fährt der Vorgang mit Block S227 fort, in dem bestimmt wird, ob das Bildunterdrückungssignal (von den vier Bildunterdrückungssignalen) mit dem niedrigsten Wert innerhalb eines vorbestimmten breiteren Schwellenwerts (beispielsweise ungefähr 3 dB bis ungefähr 6 dB) von beiden der zwei Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts zueinander liegt. Alternativ kann bestimmt werden, ob der niedrigste Wert innerhalb eines der zwei Bildunterdrückungssignale liegt oder innerhalb des Mittels der zwei Bildunterdrückungssignale, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen. Wenn das niedrigste Bildunterdrückungssignal innerhalb des breiteren Schwellenwerts der zwei Bildunterdrückungssignale liegt (Block S227: Ja), ist das reale Signal auf den Mittelwert der zwei Bildunterdrückungssignalwerte in Block S228 eingestellt und der Vorgang endet. Wenn das niedrigste Bildunterdrückungssignal nicht innerhalb des breiteren Schwellenwerts der zwei Bildunterdrückungssignale ist (Block S227: Nein) und das Bildunterdrückungssignal mit dem höchsten Wert höher als der breitere Schwellenwert ist (obwohl das höchste Bildunterdrückungssignal mit noch einem weiteren vorbestimmten Schwellenwert als dem breiteren Schwellenwert verglichen werden könnte, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen) und das niedrigste Bildunterdrückungssignal niedriger als der breitere Schwellenwert ist, wird das reale Signal auf den niedrigsten der vier Bildunterdrückungssignalwerte in Block S229 eingestellt und der Vorgang endet. Alternativ, wenn das niedrigste Bildunterdrückungssignal sich auf der Höhe des Grundrauschens des Systems befindet, wird das reale Signal auf das niedrigste Bildunterdrückungssignal (d. h. das Grundrauschen) eingestellt. Diese Alternative erfordert Vorkenntnisse bezüglich des Grundrauschens. Rückbezug nehmend auf Block S226, wenn keine zwei der vier Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts liegen (Block S226: Nein), wird das reale Signal auf den niedrigsten der vier Bildunterdrückungssignalwerte in Block S229 eingestellt und der Vorgang endet.
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Komplexere Formen einer Bildunterdrückung sind möglich, wenn mehr überlappende LO-Frequenzen und entsprechende ZF-Signale hinzugefügt werden. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine beliebige Anzahl von überlappenden LO-Frequenzen (beispielsweise von 2 bis 9) verwendet werden. Die Technik ist dynamisch und hängt von der Anzahl von LO-Frequenzen ab. Bei zwei LO-Frequenzen wird beispielsweise, wenn die Werte der resultierenden zwei Bildunterdrückungssignale innerhalb eines engen vorbestimmten Schwellenwerts liegen, ähnlich wie bei der obigen Erörterung, der Mittelwert der zwei Bildunterdrückungssignale als das reale Signal verwendet. Andernfalls kann, wenn die Werte der zwei Bildunterdrückungssignale nicht innerhalb des engen Schwellenwerts liegen, das Bildunterdrückungssignal mit dem Minimalwert als das reale Signal verwendet werden. Da das ZF-Signal selbst mit nachfolgender ZF-Korrektur nicht perfekt flach ist, verbessert ein Verwenden des Mittels von zwei (oder mehr) Bildunterdrückungssignalen allgemein die Genauigkeit der Detektion.
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Während die Anzahl von überlappenden LO-Frequenzen zunimmt, nimmt ebenfalls die Komplexität der Bildunterdrückung zu. Eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten, wie die Vielzahl von Bildern über das einfache Mindestmaß hinaus verarbeitet werden kann, kann getroffen werden. Beispielsweise kann als Erstes bestimmt werden, ob ein Bildunterdrückungssignal ein reales Signal oder ein Bildsignal ist. Dafür werden die Bildunterdrückungssignale betrachtet und bestimmt, ob die meisten (beispielsweise drei Viertel) der Bildunterdrückungssignale denselben Wert innerhalb eines engen Schwellenwerts aufweisen. Falls dies der Fall ist, kann der Mittelwert der Bildunterdrückungssignale innerhalb des engen Schwellenwerts als das reale Signal bestimmt werden. Alternativ werden die höchsten N/3 Bildunterdrückungssignale verworfen, wobei N die Gesamtzahl von LO-Frequenzen ist, und die niedrigsten N/3 Bildunterdrückungssignale verworfen und der Mittelwert der verbleibenden Bildunterdrückungssignale als das reale Signal verwendet.
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Im Falle einer sehr dichten Signalumgebung können mehrere Signale als Bildsignale erscheinen. Es ist daher wahrscheinlich, dass ein sehr großes Bildsignal, mehrere kleinere Bildsignale und ein reales Signal oder kein reales Signal, das durch das Grundrauschen dargestellt wird, vorhanden sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Paar von Bildsignalen das Grundrauschen genau aufhebt, ist sehr gering. Wenn also ein Grundrauschen für eine der LO-Frequenzen detektiert wird, und ein sehr großer Unterschied zwischen dem Bildunterdrückungssignal mit dem höchsten Amplitudenwert und dem Bildunterdrückungssignal mit dem nächsthöheren Amplitudenwert detektiert wird, wird das Bildunterdrückungssignal mit dem niedrigeren Wert als das reale Signal ausgewählt. Dieser Fall kann entweder durch Vorkenntnis des Grundrauschens des Empfängers bestimmt werden oder durch Prüfen von Abweichungen der maximalen und minimalen Bildunterdrückungssignale festgelegt werden, und falls diese ausreichend groß sind, kann die Vermutung erfolgen, dass die mittleren Bildunterdrückungssignale durch kreuzende Bilder bewirkt werden (wie unten mit Bezug auf 10 erörtert). Angesichts der Tatsache, dass es unwahrscheinlich ist, über eine Bedingung zu verfügen, bei der ein reales Signal an zwei LO-Frequenzen erscheint, in einer dritten vollständig ausgelöscht wird und in einer vierten sehr groß ist, ist dies angemessen. Tatsächlich wird dann, wenn der breitere Schwellenwert übermäßig groß ist (beispielsweise größer als 6 dB), die Bedingung eines gleichen Bildsignals, das mit der ordnungsgemäßen Phase auf einem realen Signal landet, erkannt.
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3 ist eine veranschaulichende Anzeige einer Frequenzantwort für eine Mehrton-HF-Spektrum-Detektion ohne Bildunterdrückungsvorgang, und 4 bis 10 sind veranschaulichende Anzeigen von Frequenzantworten für Mehrton-HF-Spektrumdetektions- und Bildunterdrückungsvorgänge gemäß repräsentativen Ausführungsbeispielen. Bei jeder der veranschaulichenden Anzeigen zeigt die y-Achse eine Signalamplitude in dB (beispielsweise von 0 dB bis –100 dB) und die x-Achse eine Frequenz (beispielsweise 3,025 GHz bis 3,175 GHz). Die Mittenfrequenz der HF-Spanne beträgt 3,1 GHz.
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3 zeigt eine Spur 300, die aus einer Verwendung mehrerer LO-Erfassungen resultiert, um ZF-Spektren zu erhalten, ohne Bildunterdrückung. Das Eingangssignal ist ein Eingangs-HF-Spektrum, das mehrere gleichmäßig beabstandete Töne aufweist, beispielsweise in Abständen von 1 MHz. Die unerwünschten Bildsignale erscheinen zwischen den realen Eingangssignalen ungleichmäßig beabstandet. Das heißt, alle kleineren Töne, die durch Markierungen 301–305 angezeigt sind und sich zwischen den größeren Tönen befinden, sind unerwünschte Bildsignale. Insbesondere sind sehr große Bildsignale in dem letzten Raster der Anzeige sichtbar.
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4 zeigt eine Spur 400, die aus einer Verwendung von zwei LO-Frequenzüberlappungen resultiert, wie oben erörtert, ohne Bildunterdrückungsvorgang. Beispielsweise kann eine erste LO-Frequenz bei 3,000 GHz positioniert sein und eine zweite LO-Frequenz kann bei 3,033 GHz positioniert sein, wobei 33 MHz die LO-Versatzfrequenz (oder LO-Stufe) ist. Die ZF-Signale, die den durch die zweite LO-Frequenz abgedeckten HF-Bereichen entsprechen, würden daher von 2,999 GHz bis 3,032 GHz reichen. Diese zweite LO-Frequenz würde außerdem ZF-Signale in dem HF-Bereich von 3,034 GHz bis 3,067 GHz produzieren. Daher besteht eine abgedeckte kontinuierliche Antwort, falls der LO-Versatz ein Maximum der ZF-Maximalfrequenz minus der ZF-Minimalfrequenz ist. Bei dem vorliegenden Beispiel würde die kontinuierliche Antwort zwischen 2,999 GHz und 3,067 GHz betragen. Besonders sind die unerwünschten Bildsignale eine Konsequenz dessen, dass das Eingangs-HF-Spektrum einen Tonabstand aufweist, der nahezu mit den LO-Versätzen übereinstimmt.
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Wie in 4 gezeigt ist, liefern die LO-Frequenzüberlappungen allgemein gute Ergebnisse und die Anzahl von Bildsignalen ist erheblich reduziert. Wenn jedoch der Tonabstand aus dem unbekannten Eingangs-HF-Spektrum genau auf dem LO-Versatz landet, erscheinen die Bildsignale wie durch Markierungen 401–406 auf der Spur 400 angezeigt. Allgemein ist bei einem festen LO-Versatz ein Mehrtonspektrum vorhanden, das Bildsignale bewirken kann.
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Mehrtonspektren mit festen Tonabständen sind in HF- und Mikrowellentechnologie bekannt, da feste Tonabstände durch Arbiträrgeneratoren (Arbitrary Waveform Generators, arbs) produziert werden, um ein Zeitbereichsmuster wiederzugeben, das Zellularbandsignalinhalt darstellen kann. Der Tonabstand verhält sich umgekehrt zur Zeitaufzeichnungslänge. Daher ist es erstrebenswert, über einen Bildunterdrückungsvorgang zu verfügen, der in der Lage ist, Bildsignale aus Mehrtonsignalen zu unterdrücken.
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5 zeigt eine Spur 500, die aus einer Verwendung von zwei zufälligen LO-Frequenzen resultiert, die zufällig voneinander versetzt sind. Ein Weg, eine bessere Bildunterdrückung zu erhalten, ist, die LO-Frequenz zufällig zwischen ZF-Erfassungen einzustellen, sodass der Tonabstand des Eingangs-HF-Spektrums nicht in dieselbe relative Position fällt. Dies funktioniert gut, aber mit den LO-Versätzen und nur zwei LO-Überlappungen besteht nach wie vor die Wahrscheinlichkeit, dass einer der zufälligen LO-Versätze auf einem unbekannten Tonabstand des Eingangs-HF-Spektrums landet. (Allgemein ist nicht vorher bekannt, wie der Tonabstand des Eingangs-HF-Spektrums ist.) Die Bildsignale von 5 befinden sich in einer Region des Bandes, angezeigt durch Markierungen 501–506.
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6 zeigt eine Spur 600, die aus einer Verwendung von zwei zufälligen LO-Frequenzen resultiert, die zufällig voneinander versetzt sind, nach einigen weiteren Durchläufen, wobei ein anderer zufälliger LO-Versatz es ermöglicht, dass Bilder in einer anderen Region des Bands erscheinen, angezeigt durch Markierungen 601–606. Da die LO-Frequenz zufällig ist und die HF-Spanne größer als die ZFBW ist, werden mehrere Sätze von LO-Frequenzen benötigt, um die vollständige HF-Spanne zu erhalten. In 5 (oben erörtert) ist der Satz von LO-Frequenzen zufällig in einer unerwünschten Region zu Beginn des Durchlaufs gelandet. In 6 ist der Satz von LO-Frequenzen zufällig in einer stärker erwünschten Region nahe der Mitte des Durchlaufs gelandet. Die Spanne, die für die allgemeine Qualität der Region berücksichtigt wird, kann eine ZF-Spanne sein (beispielsweise etwa 30 MHz). Mit nur zwei LO-überlappungen kann nicht garantiert werden, dass Bildsignale eines Mehrton-Eingangs-HF-Signals durch Verarbeiten des ZF-Spektrums isoliert werden. Es besteht immer noch die Möglichkeit, dass ein zufälliger LO-Versatz genau auf dem Tonabstand landet und ein großes Bildsignal verursacht. Wie unten erörtert, garantiert ein Verwenden von vier LO-Überlappungen jedoch, dass es keine Bildsignale von einem Eingangs-HF-Spektrum mit nur zwei Tönen gibt.
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7 zeigt eine Spur 700, die aus einer Verwendung von vier LO-Überlappungen zur Bildunterdrückung resultiert, wobei der LO-Versatz zwischen LO-Frequenzen ein fester Wert ist (welches eine engere HF-Spanne ist, um die Bilder besser zu veranschaulichen). Der Tonabstand ist auf derselben Ordnung wie der LO-Versatz. Bei dieser Implementierung werden die vier LO-Bilder auf eine Weise erzeugt, die den LO-Versatz als festen Wert erzwingt. Dies funktioniert für Zweiton-Eingangs-HF-Spektren gut, funktioniert jedoch für Mehrton-Eingangs-HF-Spektren mit mehr als zwei Tönen, die in modernen Kommunikationssystemen vorherrschend sind, nicht gut. Im abgebildeten Fall wird eine Durchlauf-zu-Durchlauf-Mittelwertbildung verwendet, um Rauschen zu reduzieren, da die RBW der Spektrumanalysatormessung eher weit ist, wodurch das Sehen der Bildsignale erschwert wird. Die Bildsignale sind gerade noch zwischen den Haupttönen bei Pegeln von etwa –67 dBm bis etwa –80 dBm erkennbar. Dies ist ein Fall, bei dem der Mehrtonabstand nahe dem LO-Versatzabstand ist, wodurch eine relativ schlechte Bildsignalunterdrückung bei festen oder gleichmäßig beabstandeten LO-Versätzen gezeigt wird.
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Insbesondere bei dem abgebildeten Beispiel werden vier LO-Frequenzen verwendet. Eine erste LO-Frequenz bei 3,079 GHz deckt etwa 3,080 GHz bis etwa 3,113 GHz ab; eine zweite LO-Frequenz bei 3,093 GHz deckt etwa 3,094 GHz bis etwa 3,128 GHz ab; eine dritte LO-Frequenz bei 3,110 GHz deckt etwa 3,077 GHz bis etwa 3,109 GHz ab (was unterhalb der dritten LO-Frequenz ist) und etwa 3,111 GHz bis etwa 3,143 GHz (was oberhalb der dritten LO-Frequenz ist); und eine vierte LO-Frequenz bei 3,125 GHz deckt etwa 3,092 GHz bis etwa 3,124 GHz ab (was unterhalb der vierten LO-Frequenz ist) und etwa 3,126 GHz bis etwa 3,158 GHz (was oberhalb der vierten LO-Frequenz ist). Dies ergibt vier LO-Erfassungen in dem Bereich von etwa 3,092 GHz bis etwa 3,109 GHz, wodurch die HF-Spanne von 3,095 GHz bis 3,105 GHz abgedeckt wird. Jede neue LO-Frequenz gibt 16 MHz mehr HF-Punkte, bis das Ende des Bands erreicht ist, falls die HF-Spanne sich bezüglich der Frequenz weiter als 3,109 GHz erstreckt hat. Allgemein ist jedes ZF-Spektrum nicht kontinuierlich, da es recht nahe der LO-Frequenz gewöhnlich einen DC-Block gibt, der Werte nahe DC ausschließt. Bei einem Ausführungsbeispiel können 1 MHz bis 34 MHz für den Vorgang verwendet werden (d. h. eine ZFBW von 33 MHz), was tatsächlich 68 MHz des HF-Spektrums mit einem 2-MHz-Loch in der Mitte abdeckt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Bildsignalerkennung für ein Zweiton-Eingangs-HF-Spektrum, das vier Überlappungen verwendet, verbessert. Eine weitere Verbesserung besteht bezüglich von Mehrton-Eingangs-HF-Spektren, falls die LO-Versätze zwischen den benachbarten LO-Frequenzen über jeden LO-Versatz randomisiert werden.
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8 zeigt eine Spur 800, die aus einer Messung desselben Eingangs-HF-Spektrums, wie in 7 gezeigt ist, resultiert, mit der Ausnahme, dass ein LO-Versatz zufällige Werte, im Gegensatz zu festen Werten, aufweist. Anders als die Mehrtonsignalspur, die in 7 gezeigt ist, gibt es keine Fälle von Bildsignalen, die in der Antwortspur erscheinen, die in 8 gezeigt ist, da aufgrund des zufälligen LO-Versatzes, ein fest beabstandeter Ton des Eingangs-HF-Spektrums kein Bildsignal erzeugen kann, das in den ZF-Spektren gleich erscheint, falls der LO-Versatz zwischen jeder ZF-Erfassung randomisiert wird und mehr als zwei ZF-Signale, die zur Detektion eines Bildsignals verwendet werden, vorhanden sind. 8 zeigt das Ergebnis einer derartigen 4-LO-Überlappung mit zufälligem LO-Versatz. Daher eliminieren randomisierte LO-Versätze mit mehr als zwei Überlappungen Bildsignale aus Mehrton-Eingangs-HF-Spektren. Insbesondere ungleichmäßige LO-Versätze mit mehr als zwei Überlappungen, selbst wenn nicht nötigerweise randomisiert, eliminieren auf gleiche Weise Bildsignale aus Mehrton-Eingangs-HF-Spektren.
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Für den allgemeinen Fall von zwei Überlappungen von ZF-Signalen ist die Bildunterdrückungstechnik sehr einfach: man nehme das Signal mit dem kleineren Wert der zwei Signale in jeder Bildspur. In einigen Fällen kann jedoch das Verwenden des Signals mit dem kleineren Wert einen Fehler produzieren, da ein Bildsignal oben auf einem realen Signal landen kann, wodurch das reale Signal größer (am häufigsten) oder kleiner als das erwünschte Signal erscheint. Wenn stets das kleinere Signal gewählt wird, kann dies somit zu einem Amplitudenfehler führen.
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9 zeigt Bildunterdrückungsspuren 900, die verarbeiten werden, um die Spektrumanalysatorantwortspur für eine besondere Bildsituation zu berechnen. Die Bildunterdrückungsspuren 900 werden in den Detektionsvorgang eingegeben, bei dem Bestimmungen von Bildsignalen und/oder realen Signalen erzeugt werden. Markierungen 901–904 zeigen die Werte, die für den Detektionsvorgang verwendet werden, sodass jede der Markierungen 901–904 einen FFT-Intervallbereich darstellt, wie oben erörtert. Bezug nehmend auf die Bildunterdrückungsspuren 900 an dem ersten Raster zeigen die verschiedenen Bildunterdrückungssignale ein Bildunterdrückungssignal (angezeigt durch Markierung 903), das kleiner als die anderen ist (angezeigt durch Markierungen 901, 902 bzw. 904). Das Auswählen des minimalen Bildunterdrückungssignals an einem realen Signal ist in diesem Fall jedoch wahrscheinlich falsch, da drei der vier Bildunterdrückungssignale denselben Wert aufweisen, und eines der Bildunterdrückungssignale anders ist, wahrscheinlich, weil ein Bildsignal auf einem realen Signal gelandet ist und aufgrund von Phasenregelung subtrahiert (oder destruktiv addiert) wird. Genauer gesagt, in dem abgebildeten Beispiel liegt das mininimale Bildunterdrückungssignal bei –10,81 dBm (Markierung 903), während die anderen drei Bildunterdrückungssignale bei –8,77, –8,74 bzw. –8,79 dBm liegen (Markierungen 901, 902 und 904). Es ist daher offensichtlich, dass ein unerwünschtes Bildsignal auf einem realen Signal gelandet ist, wodurch das kombinierte Bildunterdrückungssignal deutlich kleiner wird.
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10 zeigt eine Spur 1000A (oben), die aus einer Verwendung von vier LO-Überlappungen für eine Bildunterdrückung resultiert, und Bildunterdrückungsspuren 1000B (unten), wobei sowohl große als auch kleine Bildunterdrückungssignale in derselben Region, angezeigt durch Markierungen 1001–1004, vorhanden sind. Bei dem abgebildeten Beispiel versagt die einfache Technik des Herauswerfens der Bildsignale mit den größten und kleinsten Werten und eine Mittelwertbildung der Werte der verbleibenden zwei Bildsignale (die sich innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts zueinander befinden), wie beispielsweise oben mit Bezug auf 2B erörtert.
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Beispielsweise würde in dem Szenario, das in 10 abgebildet ist, eine Einbeziehung des großen Bildunterdrückungssignals, das durch Markierung 1001 angezeigt ist, dazu führen, dass der Mittelwert falsch berechnet würde. Eine ausgereiftere Technik besteht darin, die Spreizung von Signalen, von dem Bildunterdrückungssignal mit dem Maximalwert (beispielsweise angezeigt durch Markierung 1001) bis zu dem Bildunterdrückungssignal mit dem Minimalwert (beispielsweise angezeigt durch Markierung 1004), zu bestimmen. Falls die Spreizung der Signale größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird das minimale Bildunterdrückungssignal als das reale Signal ausgewählt. Falls die Spreizung der Bildunterdrückungssignale kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann werden die Bildunterdrückungssignale gemittelt, um das reale Signal zu bestimmen. Während die Anzahl von LO-Überlappungen zunimmt, sind mehr Signale für eine Auswahl erhältlich, sodass die Spreizung der Bildunterdrückungssignale neu definiert werden kann, um entweder beim Entfernen von Signalen aggressiver zu sein oder beim Detektieren von Signalen aggressiver zu sein. Aggressiver beim Detektieren von Signalen bedeutet allgemein, den Mittelwert mit einem größeren Schwellenwert oder mit einem niedrigeren Prozentsatz zu wählen. Beispielsweise würde bei sechs Bildunterdrückungssignalen (von sechs LO-Erfassungen) eine aggressivere Signaldetektion umfassen, den Mittelwert von vier der sechs Bildunterdrückungssignale (d. h. unter Verwendung eines Zweidrittel-Prozentsatzes anstelle von drei Vierteln) desselben Werts auszuwählen oder sogar den Mittelwert von drei der sechs Bildunterdrückungssignale mit demselben Wert innerhalb des Schwellenwerts auszuwählen. Aggressiver beim Entfernen von Bildern bedeutet, dass eventuell fünf der sechs Bildunterdrückungssignale denselben Wert innerhalb des Schwellenwerts aufweisen müssen.
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Beispielsweise zeigt, Bezug nehmend auf 10, die Markierung 1001, wo sich ein großes Bildunterdrückungssignal befindet, Markierungen 1002 und 1003 zeigen zwei kleinere kreuzende Bildunterdrückungssignale und die Markierung 1004 zeigt ein Bildunterdrückungssignal in dem Rauschen. Die zwei kreuzenden Bildunterdrückungssignale, die durch Markierungen 1002 und 1003 angezeigt werden, vermitteln den Eindruck, dass dieselben denselben Wert aufweisen und somit eine einfache Bestimmung bestehen würden, dass die zwei Bildunterdrückungssignale mit demselben Wert keine Bildsignale sind, und gemittelt werden können, um den Wert des realen Signals zu bestimmen. Bei Verwendung einer Messung des Schwellenwerts von den zwei Bildunterdrückungssignalen bis zu dem niedrigsten Bildunterdrückungssignal, angezeigt durch Markierung 1004, ist jedoch ersichtlich, dass die kreuzenden Bildunterdrückungssignale keine realen Signale sind, sondern vielmehr Bildsignale, und unterdrückt werden sollten. Das liegt daran, dass das minimale Bildunterdrückungssignal ausgewählt wird, wenn das minimale Bildunterdrückungssignal unterhalb des breiteren Schwellenwerts der anderen zwei Bildunterdrückungssignale liegt, wie oben erörtert. Die Spur 1000A in der oberen Anzeige von 10 zeigt die Spektrumanalysatorantwort mit den unterdrückten Bildsignalen.
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Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet weiß, dass viele Variationen, die im Einklang mit den vorliegenden Lehren sind, möglich sind und innerhalb des Schutzbereichs der angehängten Patentansprüche bleiben. Diese und andere Variationen würden einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet nach Prüfen der Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüche hierin klar werden. Die Erfindung ist daher nicht zu beschränken, außer im Rahmen der Wesensart und des Schutzbereichs der angehängten Patentansprüche.
