JP4881997B2 - スペクトラムアナライザおよびスペクトラム分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、周波数掃引されるローカル信号をローカル信号発生部で生成して入力信号とともにミキサに入力し、そのミキサの出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出し、その抽出信号のレベルを検出して、入力信号に含まれる所望観測範囲の周波数成分のスペクトル波形を表示するスペクトラムアナライザにおいて、ＶＣＯから位相比較器の間の帰還ループに分数型分周器を用いて微細に周波数掃引できる構成のＰＬＬシンセサイザ（フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ）をローカル信号発生部に採用したものにおいて、そのＰＬＬシンセサイザのスプリアスによって生じる不要な波形成分が測定結果に表示されないようにするための技術に関する。

スペクトラムアナライザは、入力信号中の所望の周波数範囲に含まれる信号成分の強度を検出して、横軸周波数と縦軸強度の画面上に波形表示するものであり、一般的に、図４のような構成を有している。

即ち、周波数掃引されるローカル信号Ｌをローカル信号発生部１１で生成して入力信号Ｓ_ＩＮとともに周波数変換部１２のミキサ１３に与え、その出力をフィルタ１４に入力して、所定の中間周波数帯の信号成分Ｓ_ＩＦを抽出する。

ここで、中間周波数帯の中心周波数ｆ_ＩＦに対して、ローカル周波数ｆ_Ｌが高い上側ヘテロダインを採用すると、ローカル周波数ｆ_Ｌがｆ_Ｌ１〜ｆ_Ｌ２へ掃引変化すれば、入力信号Ｓ_ＩＮに含まれる成分のうち、周波数（ｆ_Ｌ１−ｆ_ＩＦ）〜（ｆ_Ｌ２−ｆ_ＩＦ）の成分が時系列に抽出されることになり、その抽出信号Ｓ_ＩＦを、信号処理部１５に入力し、分解能帯域幅ＲＢＷに対応した帯域制限処理と、振幅検出処理を行い、周波数毎の信号強度のデータ、即ちスペクトラム波形のデータを求め、表示部１６においてそのデータを周波軸上にプロットしていくことで、（ｆ_Ｌ１−ｆ_ＩＦ）〜（ｆ_Ｌ２−ｆ_ＩＦ）の周波数範囲のスペクトラム波形を得ることができる。

このように周波数掃引されるローカル信号によって入力信号の各周波数成分を所定の中間周波数帯に変換する方式のスペクトラムアナライザでは、ローカル信号の周波数精度や再現性が要求されるため、一般的にＰＬＬシンセサイザが用いられている。

ＰＬＬシンセサイザは、図５に示すように、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１１ａの出力を分周器１１ｂによりＮ分周して、基準信号Ｒとともに位相比較器１１ｃに与え、その位相差に応じて出力される誤差信号をループフィルタ１１ｄによって平滑し、これを制御信号（またはその一部）としてＶＣＯ１１ａに与え、上記位相差が０あるいは一定値（π、π／２等）となるようにフィードバック制御し、ＶＣＯ１１ａの出力周波数ｆ_ＶＣＯを基準信号周波数ｆ_Ｒと分周器１１ｂの分周比Ｎの積Ｎ・ｆ_Ｒにロックさせる。

この構成のＰＬＬシンセサイザを、スペクトラムアナライザのローカル信号発生部１１として用いる場合、ＶＣＯ１１ａの周波数を一定のステップで連続的に可変する必要があるが、観測レンジが数ＧＨｚと高いスペクトラムアナライザであってもその要求される周波数分解能は数Ｈｚ以下であり、ローカル周波数の分解能はそれ以下が必要となる。

これを上記構造のＰＬＬシンセサイザで実現するためには、出力周波数ｆ_ＶＣＯが例えば数ＭＨｚ程度のステップで変化するように、基準信号周波数ｆ_Ｒと分周比Ｎの少なくとも一方を微細に可変する必要がある。

ここで、ＰＬＬの応答速度に関していえば、基準信号周波数が高いほどループフィルタ１１ｄの帯域を広くでき、高速な周波数切り換えが可能となるが、その分広帯域となって遠傍のＣ／Ｎは悪化する。逆に、基準信号周波数を低くすれば遠傍のＣ／Ｎは良くなるが、周波数切り換えに時間が掛かる。

したがって、周波数掃引という高速な周波数切り換えが必要なＰＬＬシンセサイザでは、基準信号周波数を下げずに、出力周波数を微細に変化させる必要がある。

また、分周比に応じてループゲインが変化するので、分周比を大幅に変化させることも好ましくない。

つまり、基準信号周波数をある程度高い周波数に設定して、分周比をある範囲内で微細に変化させて、出力周波数を掃引させることが望ましい。

ここで、一般的な整数型の分周器では数ＧＨｚの信号を微細なステップで分周させることはできないが、近年では、分数型の分周器（フラクショナル分周器）が実現されており、これを用いることで微細なステップの分周が可能である。

分数型の分周器を用いたＰＬＬシンセサイザは、フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザと呼ばれ、整数Ｎと０以上１未満の値Ｆ（通常Ｆは分数で表される値）に対して分周比（Ｎ＋Ｆ）の分周が可能であり、原理的には、一定時間内に分周比Ｎの分周と分周比Ｎ＋１の分周とをある比率で行って、その平均的な分周比がＮ＋Ｆとなるようにしたものである。

例えば、Ｎ＝１００、Ｆ＝０．１であれば、１００分周９回（入力パルス数９００個）と１０１分周１回（入力パルス数１０１個）とを行い、合計入力パルス数１００１個に対して１０回の分周パルスを出力する。したがって平均的な分周比は１００１／１０＝１００．１となる。

この分数型の分周器を用い、例えば値Ｆの最小桁を１０^−６等にすることで微細なステップでＶＣＯの周波数を可変できるが、この分数型の分周器にはその原理上避けられないスプリアス（フラクショナルスプリアス）が発生する。

このスプリアスは、分周比（Ｎ＋Ｆ）に対して、整数Ｎ、Ｎ＋１の分周を行うことに起因して発生するものであり、このようなスプリアスがローカル信号に含まれると、入力信号成分とスプリアスとの周波数差が中間周波数帯に一致したときにその入力信号成分が中間周波数帯に変換され、スペクトラム波形として表示されてしまい、誤った測定を行うことになる。

このフラクショナルスプリアスに起因して生じるスペクトラム波形を除去する技術として、次の特許文献１には、ローカル信号掃引時の条件、例えば分周比やローパスフィルタの時定数を変えて２回掃引し、その掃引で得られた２つのスペクトラム波形に基づいてフラクショナルスプリアスに起因して生じるスペクトラム波形を特定して除去する技術が開示されている。

特開２００８−１１１８３２号公報

しかしながら、上記文献では、掃引条件を変えて２回掃引して得られた２つのスペクトラム波形に基づいてフラクショナルスプリアスに起因して生じるスペクトル波形を特定して除去する方式であるため、正規の測定結果が得られるまでに最低でも２回掃引の時間を要し、迅速な測定が行えないという問題があった。

また、その２回の掃引を行っているうちに入力信号のスペクトラムが変化すると、フラクショナルスプリアスに起因して生じるスペクトル波形の特定が困難になり、正しいスペクトラム波形を得るためにさらに時間が必要となる。

本発明は上記問題を解決し、フラクショナルスプリアスに起因するスペクトル波形の表示を阻止しつつ、迅速な測定が可能なスペクトラムアナライザおよびスペクトラム分析方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のスペクトラムアナライザは、
周波数掃引されるローカル信号と解析対象の入力信号とをミキシングし、そのミキシング結果から所定の中間周波数帯の信号成分を抽出する周波数変換部（２１）と、
ＶＣＯ（２６ａ）の出力信号を分数型の分周器（２６ｂ）により分周し、その分周出力と基準信号発生器（２６ｃ）から出力される基準信号とを位相周波数比較器（２６ｄ）に入力し、該位相周波数比較器から出力される位相誤差信号をループフィルタ（２６ｅ）に入力し、該ループフィルタから出力される制御信号により前記ＶＣＯの出力信号の周波数を前記基準信号の周波数と前記分周器の分周比の積にロックさせるフラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ（２６）を含み、前記ＶＣＯの出力またはその逓倍出力を前記ローカル信号として前記周波数変換部へ与えるとともに、前記入力信号のうち指定された分析対象周波数範囲の信号成分が前記周波数変換部からその周波数順に時系列に出力されるように前記分周器の分周比を順次更新することで前記ローカル信号の周波数を掃引するローカル信号発生部（２５）と、
前記ローカル信号が周波数掃引されている間に前記周波数変換部から出力される信号に対して指定された分解能帯域幅の帯域制限処理および振幅検出処理を行い、前記分析対象周波数範囲のスペクトラム波形を求める信号処理部（３０）と、
前記信号処理部によって得られたスペクトラム波形を表示する表示部（３５）と、
前記分析対象周波数範囲および分解能帯域幅を任意に指定するための操作部（３７）とを有するスペクトラムアナライザにおいて、
前記ローカル信号発生部の前記フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザの前記ループフィルタの帯域および前記基準信号発生器が出力する基準信号の周波数が変更可能になっており、
前記分析対象周波数範囲の幅値の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が、いずれの領域に入るかを判定する幅値判定手段（３８）と、
前記分解能帯域幅の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分解能帯域幅の値が、いずれの領域に入るかを判定する分解能帯域幅判定手段（３９）と、
前記幅値判定手段と前記分解能帯域幅判定手段の判定結果に基づいて、前記基準信号の周波数、前記ループフィルタの帯域、前記分周比の設定処理を行う設定処理部（４０）とが設けられ、
前記設定処理部は、
前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記幅値判定手段により前記複数の領域のうち幅が大きい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を所定の基準値に設定し、設定された分解能帯域幅より狭いループフィルタ帯域を選択することによって、フラクショナルスプリアスの発生周波数を前記設定された分解能帯域幅の内側にして、スペクトラム波形として表示されないようにし、前記基準値に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する第１設定モード（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１４〜Ｓ２０）と、
前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記幅値判定手段により前記複数の領域のうち幅が小さい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を前記基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と前記分周比の整数部との積に等しい分だけ前記ＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、該拡大した周波数差より狭い範囲で前記ループフィルタの帯域を前記指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧し、前記シフトした基準信号の周波数に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する第２設定モード（Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２０）とを含む設定処理を行い、該設定された条件で前記ローカル信号発生部のローカル信号を掃引させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２のスペクトラム分析方法は、
周波数掃引されるローカル信号と解析対象の入力信号とをミキシングし、そのミキシング結果から所定の中間周波数帯の信号成分を抽出する周波数変換部（２１）と、
ＶＣＯ（２６ａ）の出力信号を分数型の分周器（２６ｂ）により分周し、その分周出力と基準信号発生器（２６ｃ）から出力される基準信号とを位相周波数比較器（２６ｄ）に入力し、該位相周波数比較器から出力される位相誤差信号をループフィルタ（２６ｅ）に入力し、該ループフィルタから出力される制御信号により前記ＶＣＯの出力信号の周波数を前記基準信号の周波数と前記分周器の分周比の積にロックさせるフラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ（２６）を含み、前記ＶＣＯの出力またはその逓倍出力を前記ローカル信号として前記周波数変換部へ与えるとともに、前記入力信号のうち指定された分析対象周波数範囲の信号成分が前記周波数変換部からその周波数順に時系列に出力されるように前記分周器の分周比を順次更新することで前記ローカル信号の周波数を掃引するローカル信号発生部（２５）と、
前記ローカル信号が周波数掃引されている間に前記周波数変換部から出力される信号に対して指定された分解能帯域幅の帯域制限処理および振幅検出処理を行い、前記分析対象周波数範囲のスペクトラム波形を求める信号処理部（３０）と、
前記信号処理部によって得られたスペクトラム波形を表示する表示部（３５）と、
前記分析対象周波数範囲および分解能帯域幅を任意に指定するための操作部（３７）とを有するスペクトラムアナライザによるスペクトラム分析方法において、
前記分析対象周波数範囲の幅値の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が、いずれの領域に入るかを判定する段階（Ｓ２）と、
前記分解能帯域幅の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分解能帯域幅の値が、いずれの領域に入るかを判定する段階（Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１６）と、
前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記複数の領域のうち幅が大きい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を所定の基準値に設定し、設定された分解能帯域幅より狭いループフィルタ帯域を選択することによって、フラクショナルスプリアスの発生周波数を前記設定された分解能帯域幅の内側にして、スペクトラム波形として表示されないようにし、前記基準値に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する段階（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１４〜Ｓ２０）と、
前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記複数の領域のうち幅が小さい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を前記基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と前記分周比の整数部との積に等しい分だけ前記ＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、該拡大した周波数差より狭い範囲で前記ループフィルタの帯域を前記指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧し、前記シフトした基準信号の周波数に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する段階（Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２０）とを含む設定処理を行い、該設定された条件で前記ローカル信号発生部のローカル信号を掃引させることを特徴とする。

このように、本発明では、指定された分析対象周波数範囲の幅値が大きい場合に、基準信号の周波数を所定の基準値に設定し、設定された分解能帯域幅より狭いループフィルタ帯域を選択することによって、フラクショナルスプリアスの発生周波数を前記設定された分解能帯域幅の内側にして、スペクトラム波形として表示されないようにし、基準値に対して指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように分周比を設定する処理を行い、指定された分析対象周波数範囲の幅値が小さい場合には、基準信号の周波数を基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と分周比の整数部との積に等しい分だけＶＣＯ出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、その拡大した周波数差より狭い範囲でループフィルタの帯域を指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧し、シフトした基準信号の周波数に対して指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように分周比を設定する処理を行い、その設定された条件でローカル信号発生部のローカル信号を掃引させるようにしている。

ここで、スペクトラムアナライザでは１つのスペクトラム波形を得るためのデータ数は表示部の表示ポイント数等で規定されており、その制限から分析対象周波数範囲の幅値が大きい場合に必然的に分解能帯域幅の設定可能な値も大きくなる。したがって、ＶＣＯの出力信号の主信号成分に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分は、主信号成分によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形に埋もれて観測されないで済み、分解能帯域幅より若干狭い帯域のループフィルタを用いることで、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できる。

また、分析対象周波数範囲の幅値が小さい場合、必然的に分解能帯域幅の設定可能な値も小さくなって、ＶＣＯの出力信号の主信号に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分が、主信号によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形と分離されて観測されてしまうことが考えられるが、本発明では、この場合に、基準信号の周波数を基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と分周比の整数部との積に等しい分だけＶＣＯの主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、その拡大した周波数差より狭い範囲でループフィルタの帯域を指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧しているので、周波数差を拡大した分だけ広帯域なループフィルタを使用でき、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できる。

本発明の実施形態の構成図 ローカル信号のスプリアスとの関係を示す図 実施形態の動作を説明するためのフローチャート スペクトラムアナライザの基本構成図 ＰＬＬシンセサイザの構成図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用したスペクトラムアナライザ２０の全体構成図である。

図１において、分析対象の入力信号Ｓ_ＩＮは、周波数変換部２１に入力される。周波数変換部２１は、入力信号Ｓ_ＩＮと後述するローカル信号発生部２５から出力されるローカル信号Ｌとをミキサ２２によりミキシングし、そのミキシング結果をフィルタ２３に入力して、所定の中間周波数帯の信号成分を抽出する。なお、ここでは、周波数変換を１回行う例を示しているが、ミキサとフィルタの組合せを複数段縦列に接続し、より低い周波数帯へ周波数変換処理を行う構成であってもよい。ただしその場合、後続のミキサには周波数固定のローカル信号を与える。また、フィルタ２３の帯域幅は、後述する信号処理部３０による制限帯域の最も広い幅以上（例えば１０ＭＨｚ等）に設定されている。

ローカル信号発生部２５は、前記したフラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ２６と逓倍器２７により構成されている。

フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ２６は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２６ａの出力信号を分数型の分周器２６ｂにより分周し、その分周出力と基準信号発生器２６ｃから出力される基準信号Ｒとを位相周波数比較器（ＰＦＤ）２６ｄに入力し、その位相周波数比較器２６ｄから出力される位相誤差信号をループフィルタ２６ｅに入力し、ループフィルタ２６ｅから出力される制御信号によりＶＣＯ２６ａの出力信号の周波数ｆ_ＶＣＯを基準信号Ｒの周波数ｆ_Ｒと分周器２６ｃの分周比（Ｎ＋Ｆ）の積にロックさせる。

なお、ここでは、分析対象周波数範囲を拡げるために、ＶＣＯ２６ａの出力を逓倍器２７でＭ逓倍（Ｍは例えば２、４、８）してローカル信号Ｌを得ているが、逓倍器２７を省略してＶＣＯ２６ａの出力をローカル信号としてもよい。また、分析対象周波数範囲をさらに拡げるために、発振周波数範囲が異なる複数のＶＣＯを用い、それをスイッチで切り換える構成であってもよい。

また、ループの応答速度とローカル信号のＣ／Ｎを決定するループフィルタ２６ｅはローパス型で、その帯域（高域遮断周波数）は例えば１０ｋＨｚ、２５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、３００ｋＨｚのいずれかに選択的に可変できるようになっている。ここでは帯域可変できるループフィルタ２６ｅを示しているが、帯域が異なる複数のループフィルタのいずれかをスイッチによって選択する構成であってもよい。

また、基準信号発生器２６ｃは、例えばＤＤＳ（direct digital synthesizer）を用いたものであり、基準信号Ｒの周波数を基準値（例えば５０ＭＨｚ）から僅かに変更できるようになっている。なお、基準信号発生器２６ｃは同様の機能を有するものであれば、ＤＤＳ以外のものであってもよい。

上記ループフィルタ２６ｅの帯域、基準信号Ｒの周波数、分周器２６ｂの分周比（Ｎ＋Ｆ）は、後述する設定処理部４０によって設定され、ローカル信号発生部２５は、その設定された条件にしたがって、入力信号のうち指定された分析対象周波数範囲の信号成分が周波数変換部２１からその周波数順に時系列に出力されるように分周器２６ｂ分周比を順次更新させてローカル信号Ｌの周波数を掃引する。

周波数変換部２１の出力信号は信号処理部３０に入力される。
信号処理部３０は、ローカル信号Ｌが周波数掃引されている間に周波数変換部２１から出力される信号をＡ／Ｄ変換器３１によってサンプリングしてデジタルの信号列に順次変換し、その信号列を帯域制限処理部３２に入力して、指定された分解能帯域幅ＲＢＷの帯域制限処理（デジタルフィルタ処理）を行い、さらに振幅検出処理部３３により振幅検出処理を行って、分析対象周波数範囲のスペクトラム波形のデータを求める。なお、図示していないが、信号処理部３０にはデジタルの信号列やスペクトラム波形のデータを一時記憶するメモリが含まれる。

信号処理部３０によって得られたスペクトラム波形のデータは表示部３５に出力され、横軸周波数、縦軸レベルの画面上にそのスペクトラム波形が表示される。

操作部３７は、分析対象周波数範囲および分解能帯域幅を含む各種の測定条件を任意に指定するためのものである。なお、分析対象周波数範囲は、下限周波数と上限周波数の組合せ、または下限周波数、上限周波数、中心周波数のいずれかと幅値（スパン）の組合せで指定される。

分析対象周波数範囲の指定情報は、幅値判定手段３８に入力される。幅値判定手段３８は、分析対象周波数範囲の幅値(スパン)の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、指定された分析対象周波数範囲の幅値が、そのいずれの領域に入るかを判定する。

例えば、最大の分析対象周波数範囲を０Ｈｚ〜１０ＧＨｚとし、設定可能な幅値を１Ｈｚ〜１０ＧＨｚとすると、
Ａ１領域 １Ｈｚ＜スパン≦１５０ｋＨｚ
Ａ２領域 １５０ｋＨｚ＜スパン≦５００ｋＨｚ
Ａ３領域 ５００ｋＨｚ＜スパン≦５ＭＨｚ
Ｂ１領域 ５ＭＨｚ＜スパン≦１００ＭＨｚ
Ｂ２領域 １００ＭＨｚ＜スパン≦１０ＧＨｚ
に分けて、指定された分析対象周波数範囲の幅値が、Ａ１〜Ｂ２の領域のいずれに入るかを判定する。なお、この領域は５ＭＨｚ以下のＡ領域と５ＭＨｚを越えるＢ領域に大別されており、その大別された領域に応じて設定処理も異なる。

このＡ領域とＢ領域の境界は、最大の分析対象周波数範囲（ここでは０〜１０ＧＨｚ）、それに対するＶＣＯ２６ａの周波数可変範囲（ここでは２．５〜５ＧＨｚ）と逓倍器２７の逓倍数Ｍ（ここでは２）、スパンと分解能帯域幅ＲＢＷの設定可能な値との比等を考慮して決定されたものであり、ＶＣＯ２６ａの周波数範囲が変わらないとすれば、逓倍数Ｍが２倍の４になれば各領域の周波数も２倍となり、Ａ領域とＢ領域の境界値もそれに比例して２倍の１０ＭＨｚとなる。

分解能帯域幅ＲＢＷの設定情報は、分解能帯域幅判定手段３９に入力される。分解能帯域幅判定手段３９は、分解能帯域幅の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、指定された分解能帯域幅の値が、いずれの領域に入るかを判定する。

例えば、上記条件において、分解能帯域幅ＲＢＷの設定可能範囲を、
第１領域 ＲＢＷ≦５０ｋＨｚ
第２領域 ３００ｋＨｚ＞ＲＢＷ≧１００ｋＨｚ
第３領域 ＲＢＷ≧３００ｋＨｚ
に分け、指定された分解能帯域幅ＲＢＷがいずれの領域に入るかを判定する。なおこの実施形態では、第２領域中でＲＢＷ＝１００ｋＨｚの場合も一つの一致条件としている。

設定処理部４０は、幅値判定手段３８と分解能帯域幅判定手段３９の判定結果に基づいて、ローカル信号発生部２５の基準信号Ｒの周波数、ループ帯域、分周比の設定処理を行う。

この設定処理について説明する前に、フラクショナルスプリアスについて検討する。
フラクショナルスプリアスは、前記したように、分周比Ｎ＋Ｆに対して、分周器２６ｂがＮとＮ＋１の分周を行うことに起因して発生するものであり、ＶＣＯ２６ａの出力の主信号成分の周波数ｆ_ＶＣＯに対して、
Δｆ_Ｓ（Ｐ）＝Ｐ・｜ｆ_ＶＣＯ−ｆ_Ｒ・Ｎ｜
Δｆ_Ｓ（Ｐ）′＝Ｐ・｜ｆ_ＶＣＯ−ｆ_Ｒ・（Ｎ＋１）｜
だけ離れた上下の位置に現れることが知られている（Ｐはスプリアスの次数で１、２、３、…の値をとる）。なお、実施形態では逓倍器２７があるので、ローカル信号Ｌに含まれるのはそのＭ倍の周波数成分となる。

例えば、Ｆ＝０の場合、分周比＝Ｎとなり、図２の（ａ）示すように、ＶＣＯ２６ａの出力信号には、周波数ｆ_ＶＣＯの主信号成分（丸印で示す）と整数Ｎに関する全ての次数のスプリアスＳＰ_Ｎが周波数Ｎ・ｆ_Ｒの位置にあり、整数Ｎ＋１に関するスプリアスＳＰ_Ｎ＋１は周波数（Ｎ＋１）・ｆ_Ｒの位置にある。

しかし、整数Ｎに関する全ての次数のスプリアスＳＰ_Ｎが主信号周波数と一致しており、また、整数Ｎ＋１に関するスプリアスＳＰ_Ｎ＋１は主信号から基準信号周波数以上大きく離間しており、ループフィルタ２６ｅにより抑圧されてＰＬＬ出力には現れない。つまり分周比＝Ｎの場合にはスプリアスは発生しない。原理的に言えばこの状態はフラクショナル分周でなく単純な固定整数の分周であるから、フラクショナル方式固有のスプリアスは発生しないとも言える。

次に、掃引のステップとして分周比をΔＦ（０＜ΔＦ＜１）だけ増加した場合、図２の（ｂ）に示すように、主信号の周波数ｆ_ＶＣＯは、（Ｎ＋ΔＦ）・ｆ_Ｒにシフトし、その主信号の周波数に対して、±ΔＦ・ｆ_Ｒ、±２ΔＦ・ｆ_Ｒ、±３ΔＦ・ｆ_Ｒ、…離れた位置に整数Ｎに関する各次数のスプリアスＳＰ_Ｎ（±１）、ＳＰ_Ｎ（±２）、ＳＰ_Ｎ（±３）、…が現れる。また、これらのスプリアスから高い方へそれぞれｆ_Ｒ離れた位置に、整数Ｎ＋１に関する各スプリアスＳＰ_Ｎ＋１（±１）、ＳＰ_Ｎ＋１（±２）、ＳＰ_Ｎ＋１（±３）、…が現れる。

さらに、分周比をΔＦ増してＮ＋２ΔＦ（０＜２ΔＦ＜１）にした場合、図２の（ｃ）に示すように、主信号の周波数ｆ_ＶＣＯは、（Ｎ＋２ΔＦ）・ｆ_Ｒにシフトし、その主信号の周波数に対して、±２ΔＦ・ｆ_Ｒ、±４ΔＦ・ｆ_Ｒ、±６ΔＦ・ｆ_Ｒ、…離れた位置に整数Ｎに関する各次数のスプリアスＳＰ_Ｎ（±１）、ＳＰ_Ｎ（±２）、ＳＰ_Ｎ（±３）、…が現れる。また、これらのスプリアスから高い方へそれぞれｆ_Ｒ離れた位置に、整数Ｎ＋１に関する各スプリアスＳＰ_Ｎ＋１（±１）、ＳＰ_Ｎ＋１（±２）、ＳＰ_Ｎ＋１（±３）、…が現れる。

つまり、分周比の少数部Ｆを増していくにつれて、主信号と整数Ｎに関するスプリアスとの周波数差は拡がっていくことになる。ただし、整数Ｎ＋１に関する負側のスプリアスはＳＰ_Ｎ＋１（−１）、ＳＰ_Ｎ＋１（−２）、…は、少数部Ｆの増加に伴って主信号に近づいてくる。

ここで問題となるスプリアスの次数を３次までとし、整数Ｎ＋１に関する負側の３次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−３）が主信号と重なるとき、
Ｎ・ｆ_Ｒ＋ΔＦ・ｆ_Ｒ＝（Ｎ＋１）ｆ_Ｒ−２ΔＦ・ｆ_Ｒ
が成立する。

この式を解くと、
ΔＦ・ｆ_Ｒ＝ｆ_Ｒ／３
となる。

よって、主信号の周波数ｆ_ＶＣＯがＮ・ｆ_Ｒ＋ｆ_Ｒ／３になったときに、主信号と３次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−３）が重なる。

同様に、負側の２次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−２）が主信号に重なるのは、周波数ｆ_ＶＣＯ＝Ｎ・ｆ_Ｒ＋ｆ_Ｒ／２になったときであり、負側の１次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−１）が主信号に重なるのは、周波数ｆ_ＶＣＯ＝Ｎ・ｆ_Ｒ＋ｆ_Ｒになったときである。

簡略化して主信号の周波数ｆ_ＶＣＯと、Ｎに関する正側の１次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（１）と、Ｎ＋１に関する負側の１次のスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−１）について注目すると、主信号ｆ_ＶＣＯはｆ_Ｒ分移動するとスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−１）に重なるが、整数Ｎに関する正側のスプリアスＳＰ_Ｎ（１）が周波数ｆ_Ｒ／２で折り返されて主信号と重なるようにも考えられる。

同様に、主信号ｆ_ＶＣＯはｆ_Ｒ／２分移動するとスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−２）に重なるが、整数Ｎに関する正側のスプリアスＳＰ_Ｎ（２）が周波数ｆ_Ｒ／２で折り返されて主信号と重なるように考えられる。さらに主信号ｆ_ＶＣＯはｆ_Ｒ／３分移動するとスプリアスＳＰ_Ｎ＋１（−３）に重なるが、整数Ｎに関する正側のスプリアスＳＰ_Ｎ（３）が周波数ｆ_Ｒ／２で折り返されて主信号と重なるように考えられる。

ここで、問題となるスプリアスは、主信号の近傍に存在するものであり、ループ帯域から十分離れたものは抑圧されてしまう。つまり、ループ帯域内で、主信号からそれに最も近いスプリアスまでの周波数差がループ帯域内で、且つその周波数素に逓倍数Ｍを乗じた値が分解能帯域幅ＲＢＷを越えると、その逓倍されたスプリアスによって周波数変換された不要なスペクトラムが表示されてしまう。

この不要なスペクトル表示を防ぐために、このスペクトラムアナライザ２０では、ループフィルタ２６ｅの帯域および基準信号の周波数を可変できる構成とし、分析対象周波数範囲の幅値（スパン）の大きさと分解能帯域幅ＲＢＷとの関係に応じて、ループフィルタ２６ｅの帯域制限によるスプリアス抑圧作用と、基準周波数のシフトによって主信号とスプリアスとの周波数差を拡大させる機能とを使い分けている。

つまり、整数Ｎ、Ｎ＋１によるスプリアスの周波数が主信号に極めて近い（例えば１ｋＨｚ以下）場合で且つその周波数差が分解能帯域幅ＲＢＷより大きい場合、その周波数より狭いループ帯域を与えればスプリアス成分を抑圧できるが、それでは周波数がロックするのに要する時間が長くなって応答速度が極端に遅くなり測定結果を迅速に得ることができないが、そのような場合に、主信号成分とスプリアスの周波数差を拡大することにより、ループ帯域を広く設定したままでそのスプリアスを抑圧し、ローカル信号の掃引を行うようにしている。

また、上記周波数差が少ない場合であっても、指定された分解能帯域幅ＲＢＷがその周波数差より十分大きい場合には、そのスプリアスによって周波数変換される信号のスペクトラムが主信号成分によって周波数変換されるスペクトラムに埋もれてしまうことを積極的に利用し、高速な掃引を実現している。

前記スプリアスと主信号の周波数差は、ユーザによって指定される分析対象周波数範囲の幅値（スパン）と分解能帯域幅ＲＢＷに大きく依存している。

つまり、スパンが大きい場合、掃引時の１ステップ当たりの周波数変化量（前記したΔＦに対応）が増えてＶＣＯの主信号成分とスプリアスとの周波数差が大きくなるが、必然的に設定可能な分解能帯域幅ＲＢＷも大きくなる。ここで、ループ帯域を越えるスプリアスに対してはそのフィルタによって抑圧することができ、またループ帯域内のスプリアスについては、分解能帯域幅ＲＢＷが大きいことを利用し、主信号成分に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分を、主信号成分によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形に埋もれさせて観測させないようにし、分解能帯域幅より若干狭い帯域のループフィルタを用いることで、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できる。

また、スパンが小さい場合、１ステップ当たりの周波数変化量（前記したΔＦに対応）が小さくなるが、必然的に分解能帯域幅も小さくなって、ローカル信号の主信号に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分が、主信号によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形と分離されて観測されてしまうことが考えられる。しかし、この場合、実施形態のスペクトラムアナライザ２０では、基準信号Ｒの周波数を基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と分周比の整数部との積に等しい分だけＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、その拡大した周波数差より狭い範囲でループフィルタの帯域を指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧しているので、周波数差を拡大した分だけ広帯域なループフィルタを使用でき、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できる。

ここで、基準信号のシフト量と周波数差の関係は、前記した式、
Δｆ_Ｓ（Ｐ）＝Ｐ・｜ｆ_ＶＣＯ−ｆ_Ｒ・Ｎ｜
において、基準信号の周波数を基準値ｆ_Ｒからｆ_Ｒ−Δｆｒにシフトすると、スプリアスの周波数は、Ｎ・ｆｒだけ大きくなる。例えばＮ＝２５で、シフト量Δｆｒを例えば１ＭＨｚとすれば、スプリアスを２５ＭＨｚも主信号から離すことができる。ただし、この場合、シフトした基準信号の周波数に対応させて分周比Ｎ＋Ｆも変更する必要がある。

前記した設定処理部４０は、スパンや分解能帯域幅ＲＢＷの値により、可能な限りループの応答速度を下げることなく、フラクショナルスプリアスによる余分なスペクトラムが表示されないように、ローカル信号発生部２５の基準信号Ｒの周波数、ループフィルタ２６ｅの帯域、分周比の設定処理を行う。

図３は、前記した幅値判定手段３８、分解能帯域幅判定手段３９および設定処理部４０の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、このフローチャートに基づいて実施形態のスペクトラムアナライザ２０の動作を説明する。

始めに、操作部３７によって分析対象周波数範囲や分解能帯域幅ＲＢＷが変更指定されると（Ｓ１）、指定されたスパンが前記区分けした領域のいずれにあるかが判定される（Ｓ２）。

ここで、スパンが５ＭＨｚ以下のＡ１〜Ａ３領域にある場合には、指定される分解能帯域幅ＲＢＷも小さくなり、フラクショナルスプリアスとＶＣＯ２６ａの出力信号の主信号成分との周波数差が少なくなると判断して、その周波数差を拡大させるために必要な量だけ基準値ｆ_Ｒからシフトした基準信号Ｒの周波数を算出する（Ｓ３〜Ｓ５）。

また、スパンが５ＭＨｚより大きいＢ１、Ｂ２領域にある場合には、指定される分解能帯域幅ＲＢＷも大きく、フラクショナルスプリアスと主信号成分との周波数差を十分確保できると判断し、基準信号Ｒの周波数を基準値（５０ＭＨｚ）に決定する（Ｓ６、Ｓ７）。

さらに、指定されたスパンに応じてループフィルタ２６ｅの帯域をより細かく決定する。

即ち、スパンが最も小さいＡ１領域にある場合（Ｓ３）では、拡大した周波数差分のスプリアスはスペクトラム波形の周波数軸の表示範囲（つまりスパン）の外側となってしまうので、抑圧する必要が無い。したがって、この場合には、広いループ帯域３００ｋＨｚを用い、ＰＬＬの帯域内のノイズの圧縮を行い、Ｃ／Ｎを良くしている（Ｓ８）。

また、スパンがＡ２領域にある場合（Ｓ４）には、拡大した周波数差を狭いループフィルタで十分抑圧できるので、この領域に対しては、最も狭いループ帯域１０ｋＨｚを選択している（Ｓ９）。

また、スパンがＡ３領域にある場合（Ｓ５）には、拡大した周波数差の範囲も大きくなるので、分解能帯域幅ＲＢＷに応じて最適なループ帯域を選択する必要が生じる。

そこで、分解能帯域幅ＲＢＷの判定結果を調べ（Ｓ１０）、分解能帯域幅ＲＢＷが５０ｋＨｚ以下の場合には、スプリアスの抑圧を優先して最も狭いループ帯域１０ｋＨｚを選択し（Ｓ１１）、分解能帯域幅ＲＢＷが１００ｋＨｚ以上（または５０ｋＨｚを越える）の場合には、スパンに対する分解能帯域幅ＲＢＷの割合が大きく、スプリアスによって周波数変換されるスペクトラム成分は主信号によって周波数変換されるスペクトラム成分に埋もれてしまうので、速度を優先してやや広いループ帯域２５ｋＨｚを選択する（Ｓ１２）。

また、スパンが５ＭＨｚを越えるＢ１領域にある場合（Ｓ６）には、基準信号のままで使用するためにフラクショナルスプリアスが近傍に現れる。このため、フラクショナルスプリアスの成分がスペクトラム波形に現れないように、分解能帯域幅ＲＢＷに応じて最適なループ帯域を選択する必要が生じる。

そこで分解能帯域幅ＲＢＷの判定結果を調べ（Ｓ１３）、分解能帯域幅ＲＢＷが５０ｋＨｚ以下の場合には、スプリアスの抑圧を優先して最も狭いループ帯域１０ｋＨｚを選択し（Ｓ１４）、分解能帯域幅ＲＢＷが１００ｋＨｚ以上（または５０ｋＨｚを越える）の場合には、スパンに対して分解能帯域幅ＲＢＷの比が大きく、スプリアスによるスペクトラム成分は主信号によるスペクトラム成分に埋もれてしまうので、速度を優先してさらに広いループ帯域５０ｋＨｚを選択する（Ｓ１５）。

また、スパンがさらに大きいＢ２領域にある場合（Ｓ７）、基準信号のままで使用するためにフラクショナルスプリアスが近傍に現れる。このため、フラクショナルスプリアスの成分がスペクトラム波形に現れないように、やはり分解能帯域幅ＲＢＷに応じて最適なループ帯域を選択する必要が生じる。

そこで分解能帯域幅ＲＢＷの判定結果を調べ（Ｓ１６）、分解能帯域幅ＲＢＷが５０ｋＨｚ以下（現実的には１０ｋＨｚ台となる）の場合には、ループ帯域１０ｋＨｚを選択し（Ｓ１７）、分解能帯域幅ＲＢＷが１００ｋＨｚの場合には、ループ帯域５０ｋＨｚを選択し（Ｓ１８）、解能帯域幅ＲＢＷが１００ｋＨｚを越える場合には、さらに広いループ帯域３００ｋＨｚを選択して、速度を優先している（Ｓ１９）。

このようにして、指定されたスパンと分解能帯域幅ＲＢＷとに基づいて、基準周波数とループ帯域とを決定した後、その基準周波数に対して指定された分析対象周波数範囲の信号のスペクトラムが得られるような分周比Ｎ＋Ｆを算出し（Ｓ２０）、これらの情報をローカル信号発生部２５に設定して、掃引を開始させる（Ｓ２１）。

上記のように、実施形態のスペクトラムアナライザ２０では、指定された分析対象周波数範囲の幅値が境界値より大きいＢ１，Ｂ２領域の場合、指定される分解能帯域幅も必然的に大きくなり、ＶＣＯの出力信号に含まれる主信号成分に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分は、主信号成分によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形に埋もれて観測されないで済むので、その分解能帯域幅より若干狭いループ帯域を選択して、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できるようにしている。

また、分析対象周波数範囲の幅値が小さいＡ３領域で、分解能帯域幅が比較的小さい場合、ＶＣＯの出力信号の主信号成分に近接するスプリアスによって周波数変換される不要成分が、主信号成分によって周波数変換される信号成分のスペクトラム波形と分離されて観測されてしまうことが考えられるが、この場合に、基準信号の周波数を基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と分周比の整数部との積に等しい分だけＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、その拡大した周波数差より狭い範囲でループフィルタの帯域を指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧しているので、周波数差を拡大した分だけ広帯域なループフィルタを使用でき、速度を犠牲にすることなく正確なスペクトラム波形を観測できる。

なお、上記した周波数の各領域の範囲は、設定処理のモード変更の目安となる一つの例であって、分析対象周波数の領域がより低い周波数帯へシフトしていれば、その領域の境界となる周波数も低くする必要があり、また、逓倍器を用いない場合や、より高次の逓倍をする場合等に応じて変更することがある。

２０……スペクトラムアナライザ、２１……周波数変換部、２２……ミキサ、２３……フィルタ、２５……ローカル信号発生部、２６……フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ、２７……逓倍器、３０……信号処理部、３１……Ａ／Ｄ変換器、３２……帯域制限処理部、３３……振幅検出処理部、３５……表示部、３７……操作部、３８……幅値判定手段、３９……分解能帯域幅判定手段、４０……設定処理部

Claims (2)

1. 周波数掃引されるローカル信号と解析対象の入力信号とをミキシングし、そのミキシング結果から所定の中間周波数帯の信号成分を抽出する周波数変換部（２１）と、
   ＶＣＯ（２６ａ）の出力信号を分数型の分周器（２６ｂ）により分周し、その分周出力と基準信号発生器（２６ｃ）から出力される基準信号とを位相周波数比較器（２６ｄ）に入力し、該位相周波数比較器から出力される位相誤差信号をループフィルタ（２６ｅ）に入力し、該ループフィルタから出力される制御信号により前記ＶＣＯの出力信号の周波数を前記基準信号の周波数と前記分周器の分周比の積にロックさせるフラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ（２６）を含み、前記ＶＣＯの出力またはその逓倍出力を前記ローカル信号として前記周波数変換部へ与えるとともに、前記入力信号のうち指定された分析対象周波数範囲の信号成分が前記周波数変換部からその周波数順に時系列に出力されるように前記分周器の分周比を順次更新することで前記ローカル信号の周波数を掃引するローカル信号発生部（２５）と、
   前記ローカル信号が周波数掃引されている間に前記周波数変換部から出力される信号に対して指定された分解能帯域幅の帯域制限処理および振幅検出処理を行い、前記分析対象周波数範囲のスペクトラム波形を求める信号処理部（３０）と、
   前記信号処理部によって得られたスペクトラム波形を表示する表示部（３５）と、
   前記分析対象周波数範囲および分解能帯域幅を任意に指定するための操作部（３７）とを有するスペクトラムアナライザにおいて、
   前記ローカル信号発生部の前記フラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザの前記ループフィルタの帯域および前記基準信号発生器が出力する基準信号の周波数が変更可能になっており、
   前記分析対象周波数範囲の幅値の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が、いずれの領域に入るかを判定する幅値判定手段（３８）と、
   前記分解能帯域幅の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分解能帯域幅の値が、いずれの領域に入るかを判定する分解能帯域幅判定手段（３９）と、
   前記幅値判定手段と前記分解能帯域幅判定手段の判定結果に基づいて、前記基準信号の周波数、前記ループフィルタの帯域、前記分周比の設定処理を行う設定処理部（４０）とが設けられ、
   前記設定処理部は、
   前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記幅値判定手段により前記複数の領域のうち幅が大きい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を所定の基準値に設定し、設定された分解能帯域幅より狭いループフィルタ帯域を選択することによって、フラクショナルスプリアスの発生周波数を前記設定された分解能帯域幅の内側にして、スペクトラム波形として表示されないようにし、前記基準値に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する第１設定モード（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１４〜Ｓ２０）と、
   前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記幅値判定手段により前記複数の領域のうち幅が小さい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を前記基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と前記分周比の整数部との積に等しい分だけ前記ＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、該拡大した周波数差より狭い範囲で前記ループフィルタの帯域を前記指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧し、前記シフトした基準信号の周波数に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する第２設定モード（Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２０）とを含む設定処理を行い、該設定された条件で前記ローカル信号発生部のローカル信号を掃引させることを特徴とするスペクトラムアナライザ。
2. 周波数掃引されるローカル信号と解析対象の入力信号とをミキシングし、そのミキシング結果から所定の中間周波数帯の信号成分を抽出する周波数変換部（２１）と、
   ＶＣＯ（２６ａ）の出力信号を分数型の分周器（２６ｂ）により分周し、その分周出力と基準信号発生器（２６ｃ）から出力される基準信号とを位相周波数比較器（２６ｄ）に入力し、該位相周波数比較器から出力される位相誤差信号をループフィルタ（２６ｅ）に入力し、該ループフィルタから出力される制御信号により前記ＶＣＯの出力信号の周波数を前記基準信号の周波数と前記分周器の分周比の積にロックさせるフラクショナルＮ型ＰＬＬシンセサイザ（２６）を含み、前記ＶＣＯの出力またはその逓倍出力を前記ローカル信号として前記周波数変換部へ与えるとともに、前記入力信号のうち指定された分析対象周波数範囲の信号成分が前記周波数変換部からその周波数順に時系列に出力されるように前記分周器の分周比を順次更新することで前記ローカル信号の周波数を掃引するローカル信号発生部（２５）と、
   前記ローカル信号が周波数掃引されている間に前記周波数変換部から出力される信号に対して指定された分解能帯域幅の帯域制限処理および振幅検出処理を行い、前記分析対象周波数範囲のスペクトラム波形を求める信号処理部（３０）と、
   前記信号処理部によって得られたスペクトラム波形を表示する表示部（３５）と、
   前記分析対象周波数範囲および分解能帯域幅を任意に指定するための操作部（３７）とを有するスペクトラムアナライザによるスペクトラム分析方法において、
   前記分析対象周波数範囲の幅値の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が、いずれの領域に入るかを判定する段階（Ｓ２）と、
   前記分解能帯域幅の設定可能範囲を複数の領域に区分けし、前記指定された分解能帯域幅の値が、いずれの領域に入るかを判定する段階（Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１６）と、
   前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記複数の領域のうち幅が大きい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を所定の基準値に設定し、設定された分解能帯域幅より狭いループフィルタ帯域を選択することによって、フラクショナルスプリアスの発生周波数を前記設定された分解能帯域幅の内側にして、スペクトラム波形として表示されないようにし、前記基準値に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する段階（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１４〜Ｓ２０）と、
   前記指定された分析対象周波数範囲の幅値が前記複数の領域のうち幅が小さい方の領域に含まれると判定された場合に、前記基準信号の周波数を前記基準値から所定値シフトさせ、そのシフト量と前記分周比の整数部との積に等しい分だけ前記ＶＣＯの出力信号の主信号成分とフラクショナルスプリアスの周波数差を拡大するとともに、該拡大した周波数差より狭い範囲で前記ループフィルタの帯域を前記指定された分解能帯域幅が含まれる領域に応じて設定してフラクショナルスプリアスのレベルを抑圧し、前記シフトした基準信号の周波数に対して前記指定された分析対象周波数範囲の掃引が行えるように前記分周比を設定する段階（Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２０）とを含む設定処理を行い、該設定された条件で前記ローカル信号発生部のローカル信号を掃引させることを特徴とするスペクトラム分析方法。

Images