JP2001281277A - 信号分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数スペクトラム波形を視認して、本来入
力されている信号とイメージ・マルチプルレスポンスの
実在しない信号の周波数成分を容易に検出する。 【解決手段】 掃引周波数範囲設定手段２２には、被測
定信号ａを所定の同一周波数範囲で掃引するため、局部
発振信号ｂと中間周波数信号ｃの周波数に基づいて、２
つの局部発振周波数掃引範囲が設定される。設定された
２つの局部発振周波数掃引範囲を交互に切り換えて被測
定信号ａを掃引する。表示制御手段２３は、一方の局部
発振周波数掃引範囲で掃引しているときに、表示部１５
に対し、被測定信号ａの周波数成分を赤色で表示させる
とともに、他方の局部発振周波数掃引範囲で掃引してい
るときに、被測定信号ａの周波数成分が赤色で表示され
ている表示部１５に対し、被測定信号ａの周波数成分を
青色で重ね表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力された被測定
信号に対し、掃引された局部発振信号を混合して中間周
波数信号に変換し、信号処理することにより、被測定信
号の周波数成分を表示部に表示させる信号分析装置に係
り、特に、局部発振信号の２つの局部発振周波数掃引範
囲で掃引された同一局部発振周波数掃引範囲の被測定信
号の周波数成分を、カラー重ね表示させる信号分析装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラムアナライザは、移動通信シ
ステム等に用いられる信号に含まれる種々の周波数成分
（例えば、搬送波の周波数：数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ）
を、正確に測定するものである。図４に、従来のスペク
トラムアナライザ３０の概略ブロック図を示す。

【０００３】入力端子２を介して入力された高周波の被
測定信号ａは、プリセレクタ３に入力される。プリセレ
クタ３は、被測定信号ａに含まれるイメージレスポンス
又はマルチプルレスポンスの発生原因となる不要信号を
除去するための、可変同調ＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）等のＹＴＦ（ＹＩＧ同調フィルタ）である。

【０００４】ＹＴＦ３は、マイクロ波周波数帯で磁気共
鳴する素子であり、ＹＩＧ（Yttrium Iron Garnet)単結
晶の直流磁場を直線的に変化させたときに共鳴する周波
数が直線的に変化する特性を有する。ＹＴＦ３は、この
特性を利用して構成された掃引ＢＰＦであり、観測した
い周波数に同調させるためのフィルタである。

【０００５】プリセレクタ３で帯域制限された被測定信
号ａは、周波数変換部４に入力される。周波数変換部４
に入力された高周波の被測定信号ａは、信号混合器５で
局部発振器６からの局部発振信号ｂと混合され、中間周
波数を有する中間周波数信号に変換される。

【０００６】中間周波数信号は、ＢＰＦで帯域制限され
た後、再度、後段の信号混合器８で局部発振器９からの
局部発振信号ｂ’と混合されて、周波数変換部４から出
力される。局部発振器６の発振周波数は、掃引制御部１
４により、所定の周波数信号に亘って掃引される。その
結果、周波数変換部４から出力される中間周波数信号ｃ
の周波数も掃引動作に同期して変化する。即ち、既知で
ある被測定信号ａの周波数ｆ_RFは、ｆ_RF＝ｆ_LO×ｎ±ｆ
_IFの条件を満たす。ここで、ｆ_LOは、局部発振周波数で
あり、ｆ_IFは、中間周波数である。なお、ｎは各周波数
バンド固有の正の整数である。また、＋，−の符号は、
各周波数バンドによりどちらか一方が選択され、選択さ
れた符号での上記条件式を満たす周波数成分はすべて管
面に表示される。

【０００７】周波数変換部４から出力された周波数が低
減された中間周波数信号ｃは、ＲＢＷフィルタ１０に入
力される。ＲＢＷフィルタ１０は、不要な周波数成分を
除き、必要な必要な中間周波数信号のみを選択するＢＰ
Ｆを有しており、このＢＰＦの周波数特性の通過中心周
波数におけるピークレベルから３ｄＢ低下した時点にお
けるバンド幅（ＲＢＷ）は、このスペクトラムアナライ
ザ３０における周波数分解能を表すことになる。

【０００８】周波数変換部４から出力される中間周波数
信号ｃの周波数ｆ_IFは、掃引動作に同期して変化するの
で、ＲＢＷフィルタ１０から１掃引時間（掃引周期）内
において、時間経過とともに出力される出力信号は、掃
引受信して中間周波数信号に変換された被測定信号の各
周波数成分における時系列波形となる。

【０００９】ＲＢＷフィルタ１０からの出力信号は、不
図示の増幅器でゲイン調整された後に、ＬＯＧ変換器１
１で対数変換される。信号レベルがｄＢ単位に変換れさ
れた出力信号は、次の検波器１２で検波される。その結
果、掃引時間内に検波された信号は、掃引された周波数
における時系列波形の大きさを示す。したがって、横軸
を周波数、縦軸を振幅とすれば、周波数スペクトラム波
形となる。

【００１０】この検波器から出力された周波数スペクト
ラム波形を示す信号は、不図示のアナログのＶＢＷフィ
ルタに入力される。なお、ＶＢＷフィルタは、装置本体
の前面パネルに設けられる表示部に最終的に表示される
周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除
去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）で構成されている。

【００１１】そして、ＶＢＷフィルタから出力されたア
ナログの周波数スペクトラム波形は、付図示のピーク検
出器により各時間軸位置におけるピーク値が検出され、
包絡線検波された状態の最終的な周波数スペクトラム波
形が得られる。この最終的な周波数スペクトラム波形を
示す信号は、次のＡ／Ｄ変換器１３でディジタルデータ
に変換される。ディジタルデータに変換された周波数ス
ペクトラム波形は、前述したように、前面パネルの表示
部１５の管面上に表示される。

【００１２】上述したスペクトラムアナライザでは、信
号混合器５が最高でも５０ＧＨｚまでしか対応していな
い。５０ＧＨｚ以上の高周波被測定信号ａの周波数スペ
クトラム波形を得るためには、別途、５０ＧＨｚ以上の
高周波被測定信号を入力することができる外部混合器が
必要である。

【００１３】しかし、外部混合器を用いて、５０ＧＨｚ
以上の高周波被測定信号の周波数スペクトラム波形を得
る場合、外部混合器には通常、上述したＹＴＦ等からな
るプリセレクタを備えていない。このため、管面上に
は、ｍ×ｆ_RF＝ｆ_LO×ｎ±ｆ_IFの条件を満たす被測定信
号の周波数成分は、すべて表示されることとなる。ここ
で、ｍは任意の正の整数である。このことは、信号混合
器のイメージレスポンス又はマルチプルレスポンスによ
り、本来入力されていない信号が、管面上にあるように
表示されてしまうこととなる。

【００１４】このため、本来入力されている信号と、イ
メージレスポンス又はマルチプルレスポンスにより発生
した本来入力されていない信号と、を識別するため、次
の手法を取っている。局部発振信号６の周波数掃引時に
おいては、まず、中間周波数信号ｃの周波数成分の極性
＋にして、所定の周波数範囲で掃引し、次に、中間周波
数信号ｃの周波数成分の極性を＋から−に反転させて掃
引している。

【００１５】しかし、管面上においては、先に表示され
た中間周波数信号ｃの周波数成分の極性＋時における周
波数スペクトラム波形はリライトされるため、−極性時
における周波数スペクトラム波形と比較することができ
ず、被測定信号ａに含まれる本来ある信号と、イメージ
レスポンス又はマルチプルレスポンスと、を容易に識別
することができない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
除くためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、周波数スペクトラム波形を視認して、被測定信号
に含まれるイメージ周波数による不要信号の周波数成分
を容易に検出することにある。

【００１７】また、他の目的は、プリセレクタを介して
入力された所定周波数の被測定信号に、掃引された局部
発振信号を混合させる第１の信号混合器を備える信号分
析装置に対し、高周波被測定信号を入力させるための入
力端子を有した第２の信号混合器を設けて、高周波被測
定信号を掃引された局部発振信号と混合させることによ
り、高周波被測定信号の分析に対応していない既存の信
号分析装置に対しても、高周波被測定信号に含まれてい
る不要信号を容易に視認することにある。図ることにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】要するに、本発明の請求
項１記載の信号分析装置は、入力された被測定信号に対
し、周波数掃引された局部発振器からの局部発振信号を
混合して中間周波数信号に変換し、該中間周波数信号を
信号処理することにより、前記被測定信号の周波数成分
を表示部に表示させる信号分析装置において、前記被測
定信号を含む所定の同一測定周波数範囲を掃引測定する
ため、前記測定周波数範囲と前記中間周波数信号の周波
数に基づいて、前記局部発振器へ２つの局部発振周波数
掃引範囲を設定するための局部発振周波数掃引範囲設定
手段と、前記設定された２つの局部発振周波数掃引範囲
を交互に切り換えて前記被測定信号を掃引する掃引制御
手段と、一方の局部発振周波数掃引範囲で掃引している
ときに、前記表示部に対し、前記被測定信号の周波数成
分を第１の色で表示させるとともに、他方の局部発振周
波数掃引範囲で掃引しているときに、前記被測定信号の
周波数成分が第１の色で表示されている前記表示部に対
し、前記被測定信号の周波数成分を前記第１の色と異な
る第２の色で重ね表示させる表示制御手段と、を具備す
ることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の請求項２記載の信号分析装
置は、入力された第１の被測定信号を帯域制限し、掃引
された局部発振信号と混合して第１の中間周波数信号に
変換し、該中間周波数信号を信号処理することにより、
前記第１の被測定信号の周波数成分を表示部に表示させ
る信号分析装置において、帯域制限された前記第１の被
測定信号と、掃引された前記局部発振信号と、を混合す
る第１の信号混合器と、帯域制限されない第２の被測定
信号と、掃引された前記局部発振信号と、を混合して第
２の中間周波数信号に変換する第２の信号混合器と、前
記第１の信号混合器と前記第２の信号混合器のいずれか
を選択する選択手段と、前記第２の信号混合器が選択さ
れたときに、前記第２の被測定信号を含む所定の同一測
定周波数範囲で掃引測定するため、前記測定周波数範囲
と前記第２の中間周波数信号の周波数に基づいて、２つ
の局部発振周波数掃引範囲が設定されている局部発振周
波数掃引範囲設定手段と、前記設定されている２つの局
部発振周波数掃引範囲を交互に切り換えて前記第２の被
測定信号を掃引する掃引制御手段と、一方の局部発振周
波数掃引範囲で掃引しているときに、前記表示部に対
し、前記第２の被測定信号の周波数成分を第１の色で表
示させるとともに、他方の局部発振周波数掃引範囲で掃
引しているときに、前記第２の被測定信号の周波数成分
が第１の色で表示されている前記表示部に対し、前記第
１の色と異なる第２の色で表示させる表示制御手段と、
を具備することを特徴とする。

【００２０】被測定信号は、中間周波数信号の極性を＋
にしたときの局部発振周波数掃引範囲で掃引される局部
発振信号と混合され、中間周波数信号に変換される。中
間周波数信号は、後段の信号処理により、周波数スペク
トラム波形となり、表示部に第１の色で表示される。

【００２１】次に、中間周波数信号の極性を−にしたと
きの局部発振周波数掃引範囲で掃引される局部発振信号
と混合され、中間周波数信号に変換される。中間周波数
信号は、後段の信号処理により、周波数スペクトラム波
形となり、第１の色と異なる第２の色で、第１の色で表
示されている周波数スペクトラム波形と重ね表示され
る。表示部において、第１の色又は第２の色のいずれか
一方で表示されている周波数成分は、イメージ周波数成
分である。第１の色及び第２の色の混合色（中間色）で
表示されている周波数成分は、被測定信号の真の周波数
成分である。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明による信号分析装置
の第１実施の形態を示す概略ブロック図である。なお、
従来技術で示した部分と同一箇所には、同一符号を付
し、その説明を省略する。入力端子２には、５０ＧＨｚ
以上の高周波の被測定信号ａが入力される。

【００２３】信号混合器２１には、例えば、周波数約５
０ＧＨｚ〜３２５ＧＨｚの被測定信号の入力を受けるこ
とができる導波管が用いられる。信号混合器２１は、被
測定信号ａと、掃引された局部発振信号６からの局部発
振信号ｂと、を混合する。

【００２４】局部発振周波数掃引範囲設定手段２２は、
内部メモリ等で構成されており、局部発振器６から発振
される局部発振信号ｂの掃引範囲が、ｆ_RF＝ｆ_LO×ｎ±
ｆ_IFを満たすように設定されている。なお、ｎの値は、
周波数バンドにより固有の正の整数値が決められてい
る。また、通常の掃引の場合は、周波数バンドにより、
極性＋又は−のどちらか１つが決められている。

【００２５】例えば、通常の掃引がｆ_RF＝ｆ_LO×ｎ±ｆ
_IFの−の極性で行われていて、観測したい被測定信号の
周波数が５０ＧＨｚ，掃引幅４ＧＨｚ，中間周波数０．
５ＧＨｚ，５０ＧＨｚの周波数を含んだ周波数バンドの
ｎの固有値が１０とすると、通常の掃引である−の極性
のときの局部発振周波数範囲は〔４．８５ＧＨｚ〜５．
２５ＧＨｚ〕となり、また、＋極性時の局部発振周波数
範囲は〔４．７５ＧＨｚ〜５．１５ＧＨｚ〕となる。管
面に表示される周波数スペクトラム波形の横軸は、両方
の局部発振周波数範囲とも〔４８ＧＨｚ〜５２ＧＨｚ〕
となる。

【００２６】掃引制御手段２４では、局部発振周波数掃
引範囲設定手段２２で設定された２つの局部発振周波数
掃引範囲を交互に切り換えて被測定信号ａを掃引する。
掃引された被測定信号は、周波数変換部で中間周波数信
号に変換され、ＲＢＷフィルタ１０，ＬＯＧ変換部１
１，検波器１２，Ａ／Ｄ変換部１３を介して、ディジタ
ルデータに変換された周波数スペクトラム波形が、前面
パネルの表示部１５の管面上に表示される。

【００２７】表示制御手段２３には、設定された局部発
振周波数掃引範囲ごとに、表示部の管面上に表示される
周波数スペクトラム波形の色が設定されている。例え
ば、局部発振周波数掃引範囲が〔４．７５ＧＨｚ〜５．
１５ＧＨｚ〕のときは赤、〔４．８５ＧＨｚ〜５．２５
ＧＨｚ〕のときは青とする。

【００２８】表示部１５には、例えばカラー液晶ディス
プレイが用いられる。中間周波数極性が＋時において
は、図２に示すように、周波数スペクトラム波形ｄ₁ は
赤色で表示される。中間周波数極性が−時においては、
周波数スペクトラム波形ｄ₂ は青色で表示される。ま
た、図２に示すように、表示部１５の管面上には、周波
数スペクトラム波形ｄ₁ のピーク波形Ｐ₁ ，Ｐ₂ と、周
波数スペクトラム波形ｄ₂のピーク波形Ｐ₃ が表示され
ている。

【００２９】図２に示すように、中間周波数極性が＋時
においては、周波数スペクトラム波形ｄ₁ は赤色で表示
された後、管面上にこの赤色波形ｄ₁ を残した状態で、
中間周波数極性が−時の局部発振周波数掃引範囲で掃引
する。このときの周波数スペクトラム波形ｄ₂ は青色で
表示される。管面上で、赤色と青色の波形ｄ₁ ，ｄ₂の
ピーク波形Ｐ₂ ，Ｐ₃ が重なって中間色となっている部
分が、被測定信号の真の波形として視認できる。赤色の
みで表示されているピーク波形Ｐ₁ は、イメージ周波数
信号の波形である。これにより、被測定信号ａの真の波
形と、イメージ周波数信号の波形と、を視覚により差別
化することができる。

【００３０】次に、本発明の第２実施の形態の信号分析
装置２０について説明する。図３は、本実施の形態の概
略ブロック構成図である。なお、従来技術及び第１実施
の形態で示した部分と同一箇所には、同一符号を付し、
その説明を省略する。本実施の形態は、第１の入力端子
２と第１の信号混合器５との間に、入力被測定信号ａ ₁
の周波数を帯域制限するプリセレクタ３が介在してい
る。プリセレクタ３は、被測定信号ａ₁ に含まれるイメ
ージ周波数によるマルチプルレスポンスによる不要信号
を除去するための、可変同調ＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）等のＹＴＦ（ＹＩＧ同調フィルタ）である。

【００３１】局部発振器６は、第１の信号混合器５に掃
引された局部発振信号ｂ₁ を供給するとともに、第２の
信号混合器２６にも、掃引された局部発振信号ｂ₂ を供
給する。供給先の信号混合器５，２６は、スイッチ等の
選択手段２７によりユーザが選択する。第２の信号混合
器２６は、例えば、上述した第１実施の形態で説明した
導波管が用いられる。第２の入力端子２５と第２の信号
混合器２６の間には、プリセレクタ３が設けられていな
い、このため、入力された被測定信号ａ₂ は、帯域制限
されておらず、第２の信号混合器２６に入力される。

【００３２】第２の信号混合器２６では、第１実施の形
態と同様、中間周波数ｃの極性が＋時と−時の２つの状
態における局部発振周波数掃引範囲で掃引された局部発
振信号ｂ₂ が被測定信号ａ₂ と混合される。これによ
り、第１実施の形態と同様、管面上においては、２色の
周波数スペクトラム波形ｄ₁ ，ｄ₂ が重ね表示され、真
の周波数スペクトラム波形とイメージ周波数信号を視覚
により差別化することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明による信号分
析装置では、表示されている周波数スペクトラム波形か
ら、本来入力されている深奥及び周波数混合器で発生す
る実在しないイメージ・マルチプルレスポンスの周波数
成分を容易に視認することができる。

【００３４】また、プリセレクタを介して入力された所
定周波数の被測定信号に、掃引された局部発振信号を混
合させる第１の信号混合器を備える信号分析装置に対
し、高周波被測定信号を入力させるための入力端子を有
した第２の信号混合器を設けて、高周波被測定信号を掃
引された局部発振信号と混合させることにより、高周波
被測定信号の分析に対応していない既存の信号分析装置
に対しても、本来入力されている深奥及び周波数混合器
で発生する実在しないイメージ・マルチプルレスポンス
を容易に視認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による信号分析装置の第１実施の形態を
示す概略ブロック図である。

【図２】本発明による信号分析装置の第１実施の形態に
おいて、表示部にて表示される出力周波数スペクトラム
波形である。

【図３】本発明による信号分析装置の第２実施の形態を
示す概略ブロック図である。

【図４】従来の信号分析装置を示す概略ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…信号分析装置，５…第１の信号混合器，１５…表示
部，２２…局部発振周波数掃引範囲設定手段，２３…表
示制御手段，２４…掃引制御手段，２６…第２の信号混
合器，２７…選択手段，ａ…被測定信号，ａ₁ …第１の
被測定信号，ａ₂…第２の被測定信号，ｂ…局部発振信
号，ｃ…中間周波数信号，ｃ₁ …第１の中間周波数信
号，ｃ₂ …第２の中間周波数信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J103 CB00 DA03 DA08 DA16 DA18 DA21 DA41 HD05 LA01 LA27 5K042 CA23 DA24 FA01 FA22 HA01 JA01 LA15

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された被測定信号（ａ）に対し、周
   波数掃引された局部発振器（９）からの局部発振信号
   （ｂ）を混合して中間周波数信号（ｃ）に変換し、該中
   間周波数信号を信号処理することにより、前記被測定信
   号の周波数成分を表示部（１５）に表示させる信号分析
   装置において、 前記被測定信号を含む所定の同一測定周波数範囲を掃引
   測定するため、前記測定周波数範囲と前記中間周波数信
   号の周波数に基づいて、前記局部発振器へ２つの局部発
   振周波数掃引範囲を設定するための局部発振周波数掃引
   範囲設定手段（２２）と、 前記設定された２つの局部発振周波数掃引範囲を交互に
   切り換えて前記被測定信号を掃引する掃引制御手段（２
   ４）と、 一方の局部発振周波数掃引範囲で掃引しているときに、
   前記表示部に対し、前記被測定信号の周波数成分を第１
   の色で表示させるとともに、他方の局部発振周波数掃引
   範囲で掃引しているときに、前記被測定信号の周波数成
   分が第１の色で表示されている前記表示部に対し、前記
   被測定信号の周波数成分を前記第１の色と異なる第２の
   色で重ね表示させる表示制御手段（２３）と、を具備す
   ることを特徴とする信号分析装置。
2. 【請求項２】 入力された第１の被測定信号（ａ₁ ）を
   帯域制限し、掃引された局部発振信号（ｂ₁ ）と混合し
   て第１の中間周波数信号（ｃ₁ ）に変換し、該中間周波
   数信号を信号処理することにより、前記第１の被測定信
   号の周波数成分を表示部に表示させる信号分析装置にお
   いて、 帯域制限された前記第１の被測定信号と、掃引された前
   記局部発振信号と、を混合する第１の信号混合器（５）
   と、 帯域制限されない第２の被測定信号（ａ₂ ）と、掃引さ
   れた前記局部発振信号（ｂ₂ ）と、を混合して第２の中
   間周波数信号（ｃ₂ ）に変換する第２の信号混合器（２
   ６）と、 前記第１の信号混合器と前記第２の信号混合器のいずれ
   かを選択する選択手段（２７）と、 前記第２の信号混合器が選択されたときに、前記第２の
   被測定信号を含む所定の同一測定周波数範囲で掃引測定
   するため、前記測定周波数範囲と前記第２の中間周波数
   信号の周波数に基づいて、２つの局部発振周波数掃引範
   囲が設定されている局部発振周波数掃引範囲設定手段
   と、 前記設定されている２つの局部発振周波数掃引範囲を交
   互に切り換えて前記第２の被測定信号を掃引する掃引制
   御手段と、 一方の局部発振周波数掃引範囲で掃引しているときに、
   前記表示部に対し、前記第２の被測定信号の周波数成分
   を第１の色で表示させるとともに、他方の局部発振周波
   数掃引範囲で掃引しているときに、前記第２の被測定信
   号の周波数成分が第１の色で表示されている前記表示部
   に対し、前記第１の色と異なる第２の色で表示させる表
   示制御手段と、を具備することを特徴とする信号分析装
   置。