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Yig-Filter-Abstimmsystem - Dokument DE102006042009A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006042009A1 21.06.2007
Titel Yig-Filter-Abstimmsystem
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Gorin, Joseph M., Loveland, Col., US;
Erickson, Bruce A., Loveland, Col., US;
Rath, Darrin Dennis, Loveland, Col., US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 07.09.2006
DE-Aktenzeichen 102006042009
Offenlegungstag 21.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2007
IPC-Hauptklasse H03J 7/14(2006.01)A, F, I, 20061123, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01R 23/165(2006.01)A, L, I, 20061123, B, H, DE   H01P 11/00(2006.01)A, L, I, 20061123, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Yttrium-Eisen-Granat-Filterabstimmsystem (YIG-Filterabstimmsystem; YIG = Ytrium Iron Garnett) umfasst ein YIG-Filter, das ein Filterdurchlassband und eine zugeordnete Filterbandbreite aufweist, eine Rauschquelle, die selektiv mit einem Eingang des YIG-Filters gekoppelt ist, und einen Empfänger, der mit einem Ausgang des YIG-Filters gekoppelt ist, wobei der Empfänger ein Messdurchlassband mit einer zugeordneten Messbandbreite aufweist, die geringer als die Filterbandbreite ist. Der Empfänger erfasst eine Reihe von Messungen an dem Ausgang des YIG-Filters innerhalb des Messdurchlassbands und innerhalb des Filterdurchlassbands, wenn die Rauschquelle mit dem Eingang des YIG-Filters gekoppelt ist.

Beschreibung[de]

Yttrium-Eisen-Granat-Filter (YIG-Filter; YIG = Ytrium Iron Garnett) sind abstimmbare Bandpassfilter, die in einer Vielfalt von Test- u Messsystemen enthalten sind. Beispielsweise sind YIG-Filter bei Mikrowellensignalquellen enthalten, um erzeugte Signale zu filtern, um die Quellen mit spektral reinen Ausgangssignalen zu versehen. YIG-Filter sind ferner bei den Front-End-Abschnitten von Mikrowellenspektrumanalysatoren als ein Vorauswähler für angelegte Eingangssignale enthalten. YIG-Filter weisen die Vorteile einer hohen Frequenzselektivität und von breiten Frequenzabstimmbereichen auf. YIG-Filter weisen jedoch auch die Nachteile einer Frequenzdrift, einer Abstimmhysterese und anderer Anomalien auf, die es schwierig machen, die Mittenfrequenz des Filterdurchlassbands des YIG-Filters bei einer interessierenden Frequenz genau zu setzen und beizubehalten.

Wenn die Mittenfrequenz des YIG-Filters bei einer Mikrowellensignalquelle nicht genau gesetzt oder beibehalten wird, kann die maximale Leistung des Ausgangssignals, das durch die Quelle geliefert wird, reduziert werden und kann die spektrale Reinheit des Ausgangssignals beeinträchtigt werden. Wenn die Mittenfrequenz eines YIG-Filters bei einem Mikrowellenspektrumanalysator nicht genau gesetzt oder beibehalten wird, können Amplitudenfehler bei dem Ansprechen des Analysators resultieren.

Gegenwärtig verfügbare Test- und Messsysteme umfassen typischerweise Filterausrichtungsalgorithmen, die entweder manuell oder automatisch Abstimmfehler bei einem Setzen oder Beibehalten der Mittenfrequenz der YIG-Filter korrigieren. Eine Fabrikkalibrierung des YIG-Filters liefert typischerweise eine vorläufige oder grobe Abstimmung, während die Filterausrichtungsalgorithmen eine präzise Ausrichtung der Mittenfrequenz des YIG-Filters mit einer interessierenden Frequenz liefern.

Herkömmliche Filterausrichtungsalgorithmen legen CW-Signale (CW = Continuous-Wave) an das YIG-Filter bei einer oder mehreren Frequenzen an, die der interessierenden Frequenz zugeordnet sind, um die Frequenzabstimmung des YIG-Filters zu bewerten und um die Frequenzabstimmung des YIG-Filters relativ zu der vorläufigen Abstimmung einzustellen, die durch die Fabrikkalibrierung geliefert wird. Der Filterausrichtungsalgorithmus wird periodisch oder basierend auf den Betriebszuständen des Test- und Messungssystems aufgerufen, um Drifts bei der Mittenfrequenz des YIG-Filters aufzunehmen, die thermisch bedingt sind, durch Veränderungen bei Betriebszuständen bedingt sind oder durch Drifts bei einer Treiberschaltungsanordnung bedingt sind, die verwendet wird, um die Mittenfrequenz des YIG-Filters abzustimmen.

Die CW-Signale, die innerhalb des Filterausrichtungsalgorithmus angelegt werden, können in ungewollten Ausgangssignalen bei einer Mikrowellensignalquelle resultieren. Bei einem Mikrowellenspektrumanalysator sind die CW-Signale, auf die sich innerhalb des Filterausrichtungsalgorithmus gestützt wird, typischerweise nicht innerhalb des Analysators verfügbar. Die CW-Signale zu dem Mikrowellenspektrumanalysator von einer externen Signalquelle aus zu liefern, kann teuer und unzweckmäßig sein, da die externe Signalquelle typischerweise mit dem Mikrowellenspektrumanalysator gekoppelt sein muss, während der Filterausrichtungsalgorithmus aufgerufen wird, und von dem Mikrowellenspektrumanalysator nach einer Ausrichtung der Mittenfrequenz des YIG-Filters entkoppelt werden muss.

Folglich besteht ein Bedarf nach einem YIG-Filterabstimmsystem, das zum Ausrichten der Mittenfrequenz eines YIG-Filters mit einer interessierenden Frequenz geeignet ist und das sich nicht auf ein Anlegen eines CW-Signals an das YIG-Filter stützt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein YIG-Filterabstimmsystem und ein YIG-Filterabstimmverfahren mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein YIG-Filterabstimmsystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;

2 ein Beispiel eines herkömmlichen Spektrumanalysators, der zum Umfassen des YIG-Filterabstimmsystems gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung geeignet ist;

3 ein Beispiel eines Filterdurchlassbands eines YIG-Filters, das bei dem YIG-Filterabstimmsystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

4 eine detaillierte Ansicht des YIG-Filterabstimmsystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;

5A bis 5B Reihen von Messungen, die unter Verwendung des YIG-Filterabstimmsystems gemäß alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erfasst wurden;

6 ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Verarbeiten der erfassten Reihe von Messungen durch ein YIG-Filterabstimmsystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und

7A bis 7D eine Reihe von Graphen, die dem Flussdiagramm von 6 zugeordnet sind.

1 zeigt ein YIG-Filterabstimmsystem 10 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Das YIG-Filterabstimmsystem 10 umfasst ein YIG-Filter 12, eine Rauschquelle 14, die selektiv mit dem Eingang 13 des YIG-Filters 12 gekoppelt ist, und einen Empfänger 16, der mit dem Ausgang 15 des YIG-Filters 12 gekoppelt ist. Elemente des YIG-Filterabstimmsystems 10 sind typischerweise bei Test- und Messsystemen vorhanden, oder bei Kommunikationssystemen, die bei den HF-, Mikrowellen- oder Millimeterwellenfrequenzen wirksam sind. Zu Darstellungszwecken sind Elemente des YIG-Filterabstimmsystems 10 innerhalb eines herkömmlichen Spektrumanalysators 20, wie in 2 gezeigt ist, enthalten gezeigt und ein Betrieb des YIG-Filterabstimmsystems 10 ist in dem Kontext des Spektrumanalysators 20 beschrieben.

Das YIG-Filter 12 ist innerhalb des Vorauswählers 22 des Spektrumanalysators 20 enthalten und der Empfänger 16 ist innerhalb des Mischer-/LO-Abschnitts 25 und des IF-Filter-/Detektorabschnitts 24 des Spektrumanalysators 20 implementiert. Das YIG-Filter 12 ist typischerweise eine Zwei-Tor-Vorrichtung, die ein Bandpassfiltern von Signalen 11 liefert, die an den Eingang 13 angelegt sind. Bei einem Beispiel des Spektrumanalysators 20 liefert das YIG-Filter 12 innerhalb des Vorauswählers 22 ein Bandpassfiltern für Signale 11 in dem Frequenzbereich von 3,5–27 GHz, die zu dem Eingang 13 des YIG-Filters 12 geliefert und mit Signalen gemischt werden, die durch einen Lokaloszillator LO geliefert werden.

Das YIG-Filter 12 weist ein Filterdurchlassband 17 (in 3 gezeigt) mit einer zugeordneten Filterbandbreite BWf auf.

Die Filterbandbreite BWf des YIG-Filters 12 variiert typischerweise mit der Mittenfrequenz fc, auf die das Filterdurchlassband 17 abgestimmt ist. Bei dem einen Beispiel, das in 3 gezeigt ist, weist das YIG-Filter 12 eine Filterbandbreite BWf von näherungsweise 100 MHz auf, wie es durch Halbleistungspunkte bezeichnet ist.

Die Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 kann über einen breiten Frequenzbereich ansprechend auf einen Treiberstrom Id abgestimmt werden, der an eines oder mehrere Frequenzsteuertore des YIG-Filters 12 angelegt ist. Während der Frequenzbereich, über den das Filterdurchlassband 17 abgestimmt wird, sich in dem Spektrumanalysator 20 von 3,5 GHz bis 27 GHz erstreckt, kann das Filterdurchlassband 17 bei alternativen Beispielen des YIG-Filters 12 über einen Frequenzbereich abgestimmt werden, der sich über den Frequenzbereich von 2 GHz bis 30 GHz hinaus oder innerhalb desselben oder innerhalb irgendeines anderen geeigneten Frequenzbereichs erstreckt.

Wenn der Spektrumanalysator 20 Spektralmessungen eines angelegten Eingangssignals 17 erfasst, ist das YIG-Filter 12 entweder durch entsprechende Einstellungen des Treiberstroms Id auf eine oder mehrere bezeichnete interessierende Frequenzen fi gesetzt oder der Treiberstrom Id ist rampenförmig eingestellt oder gewobbelt, um eine Wobbelfrequenzspektralmessung des angelegten Eingangssignals 19 zu erreichen. Wenn der Treiberstrom Id die Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 bei der einen oder den mehreren bezeichneten Messfrequenzen nicht genau setzt und beibehält, kommt es zu Amplitudenfehlern bei den Festfrequenzspektralmessungen, die durch den Spektrumanalysator 20 durchgeführt werden. Wenn das YIG-Filter 12 während einer Wobbelfrequenzspektralmessung des angelegten Eingangssignals 19 fehlausgerichtet ist, kommt es zu Amplitudenfehlern bei der Wobbelfrequenzspektralmessung des angelegten Eingangssignals 19.

Bei den Beispielen des YIG-Filterabstimmsystems 10, die in 12 bereitgestellt sind, ist das YIG-Filter 12 als eine Zwei-Tor-Vorrichtung gezeigt, die von anderen Elementen innerhalb des YIG-Filterabstimmsystems 10 getrennt ist. Bei alternativen Beispielen ist das YIG-Filter 12 innerhalb eines Systems oder Teilsystems enthalten, wobei das YIG-Filter 12 mit einem YIG-abgestimmten Oszillator oder einem YIG-Multiplizierer integriert oder mit anderen Vorrichtungen, Elementen oder Systemen integriert ist.

Die Rauschquelle 14, die bei dem YIG-Filterabstimmsystem 10 enthalten ist, ist selektiv mit dem Eingang 13 des YIG-Filters 12 gekoppelt. Bei dem Beispiel des YIG-Filterabstimmsystems 10, das in 1 gezeigt ist, ist die selektive Kopplung durch einen Schalter S1 geliefert, der zwischen die Rauschquelle 14 und das YIG-Filter 12 eingefügt ist. Bei einem anderen Beispiel (in 4 gezeigt) ist die selektive Kopplung mit einem Signalkombinierer S2 versehen, wobei die Rauschquelle 14 durch ein Steuersignal STRG freigegeben und gesperrt wird. Bei einem anderen Beispiel (in 2 gezeigt) ist die Rauschquelle 14 unter Verwendung eines Vorverstärkers A mit hoher Verstärkung implementiert, der innerhalb des Eingangssignalwegs des Vorauswählers 22 des Spektrumanalysators 20 vorhanden ist. Bei diesem Beispiel ist ein selektives Koppeln der Rauschquelle 14 mit dem YIG-Filter 12 durch ein Liefern einer Vorspannung zu dem Vorverstärker A vorgesehen, ohne dass das angelegte Eingangssignal 19 an den Eingang des Vorverstärkers A angelegt ist. Bei diesem Beispiel weist der Vorverstärker A eine Verstärkung von 30 dB auf und liefert ein Rauschsignal über einem Frequenzbereich, der sich von jenseits von 3,5 GHz bis 27 GHz erstreckt.

Wenn dieselbe mit dem Eingang 13 des YIG-Filters 12 gekoppelt ist, liefert die Rauschquelle 14 ein Rauschsignal 21 zu dem YIG-Filter 12. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des YIG-Filterabstimmsystems 10 weist das Rauschsignal 21 ein Rauschspektrum auf, das ausreichend breit ist, um den Frequenzbereich abzudecken, über den das YIG-Filter 12 abgestimmt ist. Innerhalb des Filterdurchlassbands 17 des YIG-Filters 12 weist das Rauschspektrum ein flaches oder ebenes Frequenzprofil verglichen mit den Frequenzvariationen des Filterdurchlassbands 17 auf. Bei einem Beispiel gleicht das Rauschsignal 21 weißem Rauschen, wenn innerhalb der Bandbreite des Filterdurchlassbands 17 beobachtet. 3 zeigt ein Beispiel des Rauschspektrums des Rauschsignals 21, das durch die Rauschquelle 14 geliefert wird, relativ zu dem Filterdurchlassband 17 des YIG-Filters 12.

Die Rauschquelle 14, die das Rauschsignal 21 liefert, umfasst typischerweise einen Vorverstärker A oder einen anderen Verstärker, der innerhalb des Spektrumanalysators 20 verfügbar ist, oder die Rauschquelle 14 umfasst eine Rauschdiode oder irgendeinen anderen Typ eines Rauschgenerators, der das Rauschspektrum liefern kann. Alternativ umfasst die Rauschquelle 24 einen Pseudozufallssequenzgenerator oder einen anderen Typ einer Digitalsignalquelle, die das Rauschsignal 21 mit einem breitfrequenten, rauschähnlichen Spektrum liefert. Alternativ umfasst die Rauschquelle 14 einen Impulsgenerator oder einen anderen Typ einer Pulssignalquelle, die das Rauschsignal 21 mit einem breitfrequenten, rauschähnlichen Spektrum liefert.

Der Empfänger 16, der innerhalb des YIG-Filterabstimmsystems 10 enthalten ist, weist ein Messdurchlassband 27 (in 5A5B gezeigt) auf, das eine zugeordnete Messbandbreite BWm aufweist, die schmaler als die Filterbandbreite BWf des YIG-Filters 12 ist. Bei dem Spektrumanalysator 20 ist das Messdurchlassband 27 des Empfängers 16 typischerweise durch ein IF-Filter innerhalb des IF-Filter-/Detektorabschnitts 24 definiert, der die Auflösungsbandbreite des Spektrumanalysators 20 einrichtet.

Das YIG-Filterabstimmsystem 10 ist zum Liefern einer Frequenzausrichtung der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 mit einer oder mehreren bezeichneten interessierenden Frequenzen fi geeignet, wie beispielsweise ausgewählten Messfrequenzen des Spektrumanalysators 20. Infolge einer Frequenzausrichtung durch das YIG-Filterabstimmsystem 10 sind Amplitudenfehler, die aus einer Fehlausrichtung der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 resultieren, reduziert.

Eine Frequenzausrichtung unter Verwendung des YIG-Filterabstimmsystems 10 wird typischerweise manuell durch einen Benutzer des Spektrumanalysators 20 beispielsweise über benutzereingegebene Tastenanschläge an dem Bedienfeld des Spektrumanalysators 20 aufgerufen. Alternativ wird eine Frequenzausrichtung unter Verwendung des YIG-Filterabstimmsystems 10 automatisch basierend auf dem Betriebszustand des Spektrumanalysators 20, Übergängen zwischen Betriebszuständen oder durch andere bezeichnete Kriterien aufgerufen. Typischerweise wird die Frequenzausrichtung unter der Steuerung eines Prozessors 28 aufgerufen und durchgeführt, wie beispielsweise einem Computer, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit) oder einem anderen Typ einer Steuerung, die bei dem Instrument oder System enthalten ist, innerhalb dessen das YIG-Filterabstimmsystem 10 enthalten ist.

Bei einem Liefern einer Frequenzausrichtung der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 mit einer oder mehreren bezeichneten interessierenden Frequenzen fi erfasst der Empfänger 16 eine Reihe von Messungen {M1...MN} innerhalb des Messdurchlassbands 27 des Empfängers 16. Die Reihe von Messungen {M1...MN} wird an dem Ausgang 15 des YIG-Filters 12 erfasst, wobei die Rauschquelle 14 mit dem Eingang 13 des YIG-Filters 12 gekoppelt ist. Die Reihe von Messungen {M1...MN} umfasst typischerweise Messungen einer Rauschleistung innerhalb der Messbandbreite BWm des Empfängers 16, die erfasst werden, wobei das Messdurchlassband 27 innerhalb des Filterdurchlassbands 17 des YIG-Filters 12 positioniert ist. Bei einem Beispiel erstreckt sich das Filterdurchlassband 17, innerhalb dessen die Reihe von Messungen {M1...MN} erfasst wird, über zweieinhalb Mal die Frequenzbreite der Filterbandbreite BWf des Filterdurchlassbands 17, die durch die Halbleistungspunkte des Filterdurchlassbands 17 definiert ist. Bei alternativen Beispielen wird die Reihe von Messungen {M1...MN} über anderen ausreichend breiten Frequenzbereichen des Filterdurchlassbands 17 erfasst, um die Fehlausrichtungen der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 mit einer interessierenden Frequenz fi aufzunehmen.

Bei einem Beispiel (in 5A gezeigt) wird die Reihe von Messungen {M1...MN} erfasst, wobei der Treiberstrom Id, der zu dem YIG-Filter 12 geliefert wird, auf einen bezeichneten Wert gesetzt ist, was die Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 auf eine vorbezeichnete Mittenfrequenz fc setzt. Aufgrund einer Fehlausrichtung bei der Frequenzabstimmung des Filterdurchlassbands 17 ist die Mittenfrequenz fc typischerweise von der interessierenden Frequenz fi versetzt. Jede der Messungen in der Reihe von Messungen {M1...MN} wird dann erfasst, wobei das Messdurchlassband 27 des Empfängers 16 auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Messfrequenzen {f1...fN} eingestellt ist. Bei diesem Beispiel ist jede Messung in der Reihe von Messungen {M1...MN} eine Funktion einer entsprechenden Frequenz innerhalb einer Reihe von unterschiedlichen Frequenzen {f1...fN}, auf die der Empfänger 16 abgestimmt ist.

Bei einem alternativen Beispiel (in 5B gezeigt) wird das Messdurchlassband 27 des Empfängers 16 auf eine vorbezeichnete Messfrequenz fmess eingestellt. Jede der Messungen in der Reihe von Messungen {M1...MN} wird dann erfasst, wobei die Mittenfrequenz des Filterdurchlassbands 17 des YIG-Filters 12 auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Filtermittenfrequenzen {fC1...fCN} eingestellt ist. Bei diesem Beispiel ist jede Messung in der Reihe von Messungen {M1...MN} eine Funktion einer entsprechenden Mittenfrequenz innerhalb einer Reihe von unterschiedlichen Mittenfrequenzen {fC1...fCN}, auf die das Filterdurchlassband 17 abgestimmt ist.

Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen des YIG-Filterabstimmsystems 10 wird die erfasste Reihe von Messungen {M1...MN} auf alternative Weisen verarbeitet, um den Fehler oder die Fehlausrichtung der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 relativ zu der bezeichneten interessierenden Frequenz fi einzurichten. Typischerweise wird die Mittenfrequenz fc durch ein Bestimmen des Treiberstroms Id, der der Abstimmposition des Filterdurchlassbands 17 entspricht, die resultiert, wobei die Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 mit der interessierenden Frequenz fi ausgerichtet ist, mit der interessierenden Frequenz fi ausgerichtet.

6 zeigt ein Flussdiagramm 40 einer exemplarischen Verarbeitung der Reihe von Messungen {M1...MN}, um eine Frequenzausrichtung der Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 mit der interessierenden Frequenz fi zu liefern. Bei diesem Beispiel umfasst die Reihe von Messungen {M1...MN} eine Reihe von Rauschleistungsmessungen, die über einem Frequenzbereich des Filterdurchlassbands 17 erfasst werden, der zweieinhalb Mal so breit wie die Filterbandbreite BWf ist. Die Rauschleistungsmessungen werden innerhalb der Messbandbreite BWm des Empfängers 16 erfasst, wobei das Messdurchlassband 27 des Empfängers 16 auf eine entsprechende Reihe von Messfrequenzen {f1...fN} gesetzt ist, wie es in 5A und 7A gezeigt ist.

Ein Schritt 42 des Flussdiagramms 40 umfasst ein Bilden eines Histogramms 32 der Reihe von Messungen {M1...MN}. Bei diesem Beispiel wird das Histogramm 32 durch ein Sortieren der Messungen in der Reihe von Messungen {M1...MN} in Bereiche von Rauschleistungen &Dgr;P innerhalb eines Rauschleistungsbereichs eingerichtet, der sich zwischen der minimalen Rauschleistungsmessung Pmin und einer maximalen Rauschleistungsmessung Pmax in der Reihe von Messungen {M1...MN} erstreckt. 7B zeigt ein exemplarisches Histogramm 32 der Reihe von Messungen {M1...MN}.

Ein Schritt 44 umfasst ein Bezeichnen einer Leistungsschwelle PTH, die durch einen bezeichneten Prozentsatz der Elemente des Histogramms 32 überschritten wird. 7A, 7B zeigen ein Beispiel, bei dem die Leistungsschwelle PTH durch vierzig Prozent der Anzahl von Elementen in dem Histogramm 32 überschritten wird.

Bei einem Schritt 46 werden die Messungen innerhalb der Reihe von Messungen {M1...MN} basierend auf einem Vergleich der Messungen mit der Leistungsschwelle PTH in zwei Gruppen G1, G2 sortiert. Die eine Gruppe G1 umfasst Messungen in der Reihe von Messungen {M1...MN}, die über der Leistungsschwelle PTH liegen, und die andere Gruppe G2 umfasst Messungen in der Reihe von Messungen {M1...MN}, die unter der Leistungsschwelle PTH liegen. Die Reihe von Messungen, die in die zwei Gruppen G1, G2 sortiert sind, wie es in 7C gezeigt ist, werden gemäß den entsprechenden Frequenzen {f1...fN} geordnet, bei denen die Reihe von Messungen {M1...MN} erfasst werden.

Die sortierte Reihe von Messungen, die in 7C gezeigt ist, wird dann integriert, um bei einem Schritt 48 eine kumulative Auftragung 34 einzurichten, wie es in 7D gezeigt ist. Die Mittenfrequenz fc des Filterdurchlassbands 17 wird dann aus der kumulativen Auftragung 34 bei diesem Beispiel als die Frequenz eingerichtet, die dem Halbamplitudenpunkt der kumulativen Auftragung 34 entspricht.

Bei einem Schritt 50 wird ein Frequenzabstimmfehler fe, der dem Filterdurchlassband 17 zugeordnet ist, als die Differenz zwischen der Mittenfrequenz fc und der interessierenden Frequenz fi bestimmt. Der Frequenzabstimmfehler fe wird bei einem Schritt 52 durch ein Einstellen des Treiberstroms Id zu dem YIG-Filter 12 minimiert, was darin resultiert, dass die Mittenfrequenz fc mit der interessierenden Frequenz fi ausgerichtet ist.

Während die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurden, sollte klar sein, dass Modifikationen und Adaptionen an diesen Ausführungsbeispielen einem Fachmann auf dem Gebiet einfallen können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie derselbe in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist.


Anspruch[de]
YIG-Filterabstimmsystem (10), das folgende Merkmale aufweist:

ein YIG-Filter (12), das ein Filterdurchlassband (17) mit einer zugeordneten Filterbandbreite (BWf) aufweist;

eine Rauschquelle (14), die selektiv mit einem Eingang (13) des YIG-Filters (12) gekoppelt ist; und

einen Empfänger (16), der mit einem Ausgang (15) des YIG-Filters (12) gekoppelt ist, wobei der Empfänger (16) ein Messdurchlassband (27) mit einer zugeordneten Messbandbreite (BWm) aufweist, die geringer als die Filterbandbreite (BWf) ist, wobei der Empfänger (16) eine Reihe von Messungen an dem Ausgang (15) des YIG-Filters (12) innerhalb des Messdurchlassbands (27) und innerhalb des Filterdurchlassbands (17) erfasst, wenn die Rauschquelle (14) mit dem Eingang (13) des YIG-Filters (12) gekoppelt ist.
System (10) gemäß Anspruch 1, bei dem jede der erfassten Messungen in der Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Messdurchlassband (27) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. System (10) gemäß Anspruch 2, bei dem das Filterdurchlassband (17) auf eine vorbezeichnete Frequenz eingestellt ist, während der Empfänger (16) die Reihe von Messungen erfasst, wobei das Messdurchlassband (27) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jede der erfassten Messungen in der Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Filterdurchlassband (17) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. System (10) gemäß Anspruch 4, bei dem das Messdurchlassband (27) auf eine vorbezeichnete Frequenz eingestellt ist, während der Empfänger (16) die Reihe von Messungen erfasst, wobei das Filterdurchlassband (17) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die erfasste Reihe von Messungen verarbeitet wird, um eine Mittenfrequenz des Filterdurchlassbands (17) mit einer bezeichneten interessierenden Frequenz auszurichten. System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Rauschquelle (14) einen Verstärker innerhalb eines Eingangssignalwegs eines Spektrumanalysators umfasst. System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Rauschquelle (14) ein flaches Rauschspektrum zu dem Eingang (13) des YIG-Filters (12) innerhalb des Filterdurchlassbands (17) liefert, während die Reihe von Messungen durch den Empfänger (16) erfasst wird. System (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Reihe von Rauschmessungen eine Reihe von Messungen einer Rauschleistung innerhalb der Messbandbreite (BWm) umfasst, die bei den entsprechenden Frequenzen innerhalb einer Reihe von Frequenzen erfasst werden. System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das YIG-Filter (12), die Rauschquelle (14) und der Empfänger (16) innerhalb eines Spektrumanalysators (20) enthalten sind. YIG-Filterabstimmverfahren, das folgende Schritte aufweist:

Setzen einer Mittenfrequenz eines YIG-Filters (12), das ein Filterdurchlassband (17) und eine zugeordnete Filterbandbreite (BWf) aufweist, auf eine erste Frequenz;

Liefern eines Rauschsignals zu einem Eingang (13) des YIG-Filters (12);

Erfassen einer Reihe von Messungen innerhalb eines Messdurchlassbands (27), das eine zugeordnete Messbandbreite (BWm) aufweist, die geringer als die Filterbandbreite (BWf) ist, an dem Ausgang (15) des YIG-Filters (12) ansprechend auf das gelieferte Rauschsignal; und

Verarbeiten der erfassten Reihe von Messungen, um die Mittenfrequenz des YIG-Filters (12) mit einer zweiten Frequenz auszurichten, die von der ersten Frequenz versetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem jede der Messungen in der Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Messdurchlassband (27) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem das Filterdurchlassband (17) auf eine vorbezeichnete Frequenz eingestellt ist, während die Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Messdurchlassband (27) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem jede der erfassten Messungen in der Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Filterdurchlassband (17) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Messdurchlassband (27) auf eine vorbezeichnete Frequenz eingestellt ist, während die Reihe von Messungen erfasst wird, wobei das Filterdurchlassband (17) auf eine entsprechende Frequenz innerhalb einer Reihe von Frequenzen eingestellt ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem das Verarbeiten der erfassten Reihe von Messungen ein Bilden eines Histogramms der Reihe von Messungen, ein Bezeichnen einer Leistungsschwelle für die Reihe von Messungen, ein Sortieren der Reihe von Messungen basierend auf einem Vergleich der Reihe von Messungen mit der Leistungsschwelle, ein Einrichten einer kumulativen Auftragung aus der sortierten Reihe von Messungen und ein Bestimmen eines Frequenzfehlers basierend auf der Frequenzdifferenz zwischen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem das Rauschsignal durch einen Verstärker innerhalb eines Eingangssignalwegs eines Spektrumanalysators (20) geliefert wird. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem der Verstärker ein flaches Rauschspektrum zu dem Eingang (13) des YIG-Filters (12) innerhalb des Filterdurchlassbands (17) liefert, während die Reihe von Messungen erfasst wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, bei dem die Reihe von Rauschmessungen eine Reihe von Messungen einer Rauschleistung innerhalb der Messbandbreite (BWm) umfasst, die bei den entsprechenden Frequenzen innerhalb einer Reihe von Frequenzen erfasst werden. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem das Setzen der Mittenfrequenz des YIG-Filters (12), das Liefern des Rauschsignals, das Erfassen der Reihe von Messungen und das Verarbeiten der gemessenen Reihe von Signalen innerhalb eines Spektrumanalysators (20) vorgesehen sind.






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