频谱分析仪在地球站射频指标测量中的应用.docx
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1、 频谱分析仪在地球站射频指标测量中的应用 谢宁芳陕西电视台摘要:频谱分析仪是地球站射频指标测量的主要仪器,实际测量工作中按要求正确使用测试仪器,合理地设置各个参数,这对取得准确的测量效果具有重要意义。本文总结了频谱分析仪的使用注意事项,一以及地球站射频指标的测量中频谱分析仪关键参数的设置。关键词:频谱分析仪 带内平坦度 三阶互调相位噪声频谱分析仪是卫星地球站不可缺少的测试仪器,在下述领域扮演着不可缺少的角色:发射天线的极化标定、功率标定;发射机射频指标测试;高频头本振偏移情况;干扰信号的监测与排除;日常播出中观测同转发器载波相邻台的信号功率、占用带宽,以防邻频干扰;在接收卫星信号时,调整卫星接
2、收天线极化和俯仰,确保天来自www.Lw5U.com线对准卫星,等等。一、频谱仪分析仪使用和关键参数设置1频谱分析仪使用注意事项(l)保证地线可靠接地频谱分析仪的电源配置是三芯电源线。在给频谱仪加电之前,务必检查所要使用的电源插座是否为单相三孔、地线是否可靠接地,检查无误后才能将电源线插头插入该插座中。(2)注意开机预热和定期校验开机后,在对信号进行精确测量前,应预热三十分钟。当测试环境温度改变达到35C或使用超过三个月,在重要测量前应重新自校,必要时可把频谱仪送到专业机构进行校验。(3)注意最大输入功率限制任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的最大安全功率,称为最大输入电平。频谱仪的最大输入
3、电平值通常标记在前面板靠近输入接口的地方。一般要求连续波输入信号的最大功率不能超过+30dBmW(lW)。若输入信号值超出了频谱仪所允许的最大输入电平值,则会造成频谱仪混频器过载、产生非线性失真,严重的会损坏仪器。(4)避免输入信号含有直流成分频谱分析仪对直流分量有要求,一般不允许有直流输入。对于不允许直流输入的频谱仪。若输入信号中含有直流成份,也会对频谱仪造成损伤。实际测量时应外接一个隔直器,阻隔输入信号的直流成分。当对所测信号的性质不太了解时,可先采用RF功率计测量信号电平。如果没有功率计,则应在信号电缆与频谱仪的输入端之间置入一个量值相当的衰减器,也可以使用示波器、电压表等仪器来检查DC
4、及AC信号电平。2频谱分析仪关键参数设置(1)分辩率带宽(RES BW)的设置频谱分析仪中的中频滤波器,其功能是分辨不同频率信号。它是频谱分析仪中的关键部分,它是一个中心频率固定的窄带滤波器,只有改变本地振荡的扫频信号频率才能达到选频目的。理想单载波信号在扫频式频谱仪上测试,应当显示为滤波器的频响形状。中频滤波器的频响形状通过其带宽(3dB或6dB)和矩形系数得到定义。通常分辨率带宽(RES BW)表示中频滤波器的3dB带宽,反映了频谱仪分辨等幅信号的能力。HP/AGILENT频谱仪定义中频滤波器的3dB带宽为RES BW,有的公司定义6dB带宽为RES BW。申频滤波器的矩形系数(中频滤波器
5、的60dB带宽与3dB带宽之比)是决定不等幅信号分辨率的关键,矩形系数越小,对不等幅信号的分辨能力越强。用数字化技术实现的窄带带通滤波器矩形系数可达到5:1,模拟滤波器矩形系数可达到15:1或11: 1。分辨率带宽( RES BW)的设置原则是:一台频谱分析仪的矩形系数是固定不变的,而分辨率带宽是可变的,所以在测量微小信号时,可通过尽可能将分辨率带宽打窄,达到测量效果;RES BW越小,分辨率越高、频谱越清晰,但同时扫描速度也越慢,所以要注意正确的设置扫描时间。(2)视频滤波器的带宽(VBW)的设置VBW是频谱分析仪视频滤波器的带宽。频谱仪显示的谱线是是被测信号加噪声,当被测信号电平与噪声电平
6、接近时,附加的噪声叠加在扫描线上,导致信号很难分辨。由于噪声的随机性,使频谱仪所测得的噪底起伏较大,给测量载噪比也带来不便。因此,很多情况下需要对噪底进行平滑处理。可以通过视频滤波器的低通处理平均噪声起伏。视频低通滤波器是对中频滤波器输出的包络曲线进行平滑,并不改变频谱分辨率,其低通带宽( VBW)决定平滑的程度。理论上,VBW小于RES BW才能起到对噪声的平滑作用,噪声的平滑效果与VBW/RBW有关,VBW越小,平滑效果越显著,推荐VBW/RBW介于0.010.1之间。视频滤波器的带宽(V BW)的设置原则:视频滤波器仅仅是对噪声显示效果的改善,并不会提高信噪比;为了获取最佳的分辨结果和显
7、示效果,VBW-般取RBW的0.1倍,处于自动档的频谱分析仪,一般会自动设置为该比例关系。(3)扫描跨度( SPAN)和扫描时间 (SWEEP TIME)的设置频谱仪的扫描跨度(SPAN)是指扫描本振的频率范围。测量谐波失真或搜索来自wWw.Lw5u.coM信号,要求频率范围从低于基波扩展到超过多次谐波。测量交调失真要求窄的扫描跨度,具有足够的频率分辨能力,以便观察邻近的交调失真。扫描时间是指扫描一次整个频率量程并完成测量所需要的时间。模拟频谱仪一个完整扫描跨度( SPAN)的扫描时间(sT)由以下公式确定:由以上公式可知,RES BW、VBW和Sweep Time相互关联,这几个参数在频谱仪
8、上均有Auto(自动)和Man(手动)两个选项,当其中的一个或多个参数设为自动时,频谱仪会自动为其选取“合适”的数值。如果手动设置加快扫描时间,则显示出来的幅度就会降低,频率会发生漂移。建议在监测频谱时,根据需要手动设置RES BW和VBW,而总是将Sweep Time设为自动(Auto),此时频谱仪会自动设为不失真条件下的最快速度,只有在O SPAN模式下手动设置扫描时间。建议尽量避免在RES BW较小时设置过大的SPAN。二、频谱仪分析地射频指标测量中的应用上行设备射频指标测量是地球站运行维护工作中的重要任务,定期测量上行系统射频指标,是保证卫星节目的传输质量的前提。广电总局对地球站验收要
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