随着无线通信技术的发展,测量技术也逐渐发展起来。对于一个信号的测量,可以分为频域测量和时域测量,时域测量和频域测量可以用傅里叶变换和傅里叶反变换进行联系,时域测量仪的一般工具是示波器,频域测量使用最多的仪器则是频谱分析仪。频谱分析仪在测量仪器中属于一种高价值的产品,在通信的研究、生产、维修方面需求越来越迫切,应用也更加的普及。从国内频谱分析仪的研发能力以及技术水平来看,由于长期以来国内仪器走的都是仿制的道路,设计开发的专利很少,核心技术上没有自主的知识产权。传统的频谱分析仪存在测量精度不够、测量范围有限的问题,所以对频谱分析仪中关键技术的研究就显得很有意义。本文首先详细介绍了两种传统类型的频谱分析仪,一种是基于FFT的快速傅里叶变换分析仪,另外一种频谱分析仪是基于超外差方式的分析仪。两种方式相比,超外差方式的频谱分析仪价格相对低廉,测量范围广,不过存在不能测量相位信息等缺点。FFT方式的频谱分析仪则测量精度较高,可以测量瞬发信号等特点,价格也相对昂贵。在以上两种结构的基础上,本文重点研究了现代频谱分析仪中的几项关键技术:1.在设计的结构上,本文研究的频谱仪结构在射频前端仍然采用和传统超外差式的频谱分析仪一样,对输入信号进行两到三次的混频以后,接下来对混频输出信号进行采样,后续处理则全部是在FPGA中进行。2.频谱分析仪的设计中涉及很多的无源滤波器设计,本文以一个截止频率为700Mhz特征阻抗为50欧姆的6阶巴特沃斯低通滤波器为例,详细分析了工程LC滤波器设计的过程。最终设计测试结果为当频率为700.9MHZ的时候,衰减量是3.037db。3.在扫描模块的设计中,本振模块使用的是基于锁相环原理的F4351芯片,扫描逻辑则是在FPGA中进行设计,重点放在扫描逻辑的时序设计上,描述了扫描逻辑的实现方法。当锁相频率设置为90Mhz的时候,功率可以达到22db,相噪-117@100KHZ。4.AD9280芯片使用15Mhz对中频信号10Mhz进行采样以后的信号处理全部在FPGA中进行。在FPGA数字中频的设计中,首先使用数字NCO产生10MHZ的两路数字正交信号,然后使用CIC来进行抽取,抽取率为2到32可调,然后经过数字FIR滤波器设计、FFT设计以及数字检波。以上设计模块都是给出了具体的设计方法以及设计出时序图。在对以上部分进行详细分析的基础上还对以上设计部分进行了验证,其中无源滤波器验证采用的是安捷伦公司的仿真软件ADS来仿真获取仿真结果。扫描模块的验证使用的是示波器FFT功能观察的方法。在FPGA内部的设计模块验证方法采取两种,对于其中的信号流可以把信号输出以后采用嵌入式逻辑分析仪signaltap抓取信号来观察的方法,对于扫描逻辑以及数字检波则使用软件仿真的办法。本课题是借助之前实习公司项目完成,由于篇幅以及工作量的原因,本文只涉及频谱分析仪中关键技术。