频谱分析仪是微波射频领域最基础、最常用的测量仪器之一。随着近年来无线通信技术的迅猛发展,对频谱分析仪的需求也越来越大,因此对于频谱分析仪相关技术的研究具有重要的现实意义。本文以频谱分析仪为应用背景,完成了宽带直解接收机的研制,并对其主要性能指标做测量。相比于超外差、数字中频方案,零中频方案具有结构简单、成本低、无镜频干扰等优点,且由测量结果可知,该方案具有更好的线性特性。但由模拟器件构成的宽带直解接收机不可避免地存在I/Q信号幅度、相位不平衡以及直流偏移等问题,这些问题的存在都会影响接收机系统性能的提高。本文详细分析了直流偏移以及I/Q不平衡对接收机性能的影响,并根据理想I/Q信号之间的关系,详细介绍了三种I/Q不平衡校准方法,但这些方法都是以不平衡特性与频率无关为前提,因此只能应用于窄带接收机系统。而在宽带接收机系统中,I/Q不平衡特性与频率有关,本文提出了针对宽带接收机系统的I/Q不平衡校准方法,在所提出的校准方法中,首先通过一系列测试信号获得不同频点上的校准系数,其次对所获得的校准系数做插值运算,并将插值结果作为整个频带内的校准系数。校准结果表明经过不平衡校正之后,镜像抑制比普遍提高30dBc,验证了该校准方法的有效性。另外,本文完成了基于FPGA的数据采集、传输及存储系统的设计与实现,为本文的I/Q不平衡数字补偿提供了基础。