在多通道的電臺或者FDD模式工作的基站電臺,通常都會要求測量發射機的寬帶噪聲,因此,寬帶噪聲成為電 臺研制、調試和生產過程中必須測量的技術指標之 一 。那么寬帶噪聲如何測量呢?
一、寬帶噪聲是什么?
寬帶噪聲:發射機輸出的功率中除去有用信號、雜散、諧波外,在寬泛的頻率范圍,噪聲的功率譜密度。
二、寬帶噪聲是怎么產生的?
信號源的熱噪聲經放大器放大;
本振的相位噪聲經放大器放大;
IF濾波器前的熱噪聲、相位噪聲可以用IF BPF抑制,但IF BPF后(包含末級變頻)產生的所有近端噪聲、雜散無法抑制;
三、寬帶噪聲的危害
信號源的噪聲、本振的相位噪聲經過級級放大,最后從天線輻射出去。
若不經優化處理,末級功率放大器輸出的寬帶噪聲功率譜密度可達到-100dBm/Hz量級(常見)。U-V頻段,在距離50m處寬帶噪聲功率仍有-160dBm/Hz,這使得周圍環境噪底抬高10dB以上。
噪底抬高后,該范圍內接收機的接收噪聲劇增,接收靈敏度明顯下降。
一部大功率電臺在發射時,會壓制周圍一定面積范圍內的接收機。
為不影響距離發射機10m(衰減40+dB)以外的接收機,寬帶噪聲應該抑制到<-115dBm(近端),<-135dBm/Hz(遠端)。
手持臺輸出功率稍小,寬帶噪聲要求一樣。
寬帶噪聲近似白噪聲,無法抗拒。
四、寬帶噪聲測試方法
1.一般而言電臺的發射功率都大于2W,寬帶噪聲一般都要求小于-100dBm,測試的動態范圍大于130dB。由于頻譜分析儀動態范圍的限制,為了能測出某型號電臺的寬帶噪聲,必須在頻譜分析儀前端合適的地方放置一帶通濾波器,只允許測試的寬帶噪聲頻段通過,抑制電臺工作頻率的主峰。
為了保證測試的準確性,對帶通濾波器的要求:>90dBc/Fo±10%
2.測試時間常數一般為1s,測的數值為有效值rms。
3.頻譜儀的設置RBW
RBW決定了能夠通過中頻濾波器的寬帶噪聲信號的功率,這也就意味著會影響頻譜儀的底噪聲水平。如果測試的是寬帶信號,那么同樣也會影響顯示的信號功率大小。
當降低RBW時,頻譜儀顯示的底噪聲也會隨之而降,反之,當增大RBW時,底噪聲也會隨之增大。如果要從理論上分析RBW對頻譜儀底噪聲的影響,那么就要從下面的公式說起。假設在室溫下(290K),則頻譜儀的底噪聲為:
Noise Floor, rms = kBT0* FSA* GSA
式中,k為玻爾茲曼常數,B為系統帶寬,FSA為頻譜儀整個鏈路的等效噪聲因子,GSA為整個鏈路的增益。通常,頻譜儀的鏈路都做了校準,因此GSA=1。
Noise Floor, rms = kBT0* FSA
對于頻譜儀而言,系統帶寬B與RBW之間有一定的比例關系,這取決于所使用的中頻濾波器的類型,比如目前廣泛應用于頻譜儀的Gaussian濾波器,系統帶寬B與RBW基本相同。
為了便于理解,將上式寫為對數形式,如下:
Noise Floor, rms = -174dBm/Hz + NFSA+ 10lg(RBW)
由上式可知:RBW越大,頻譜儀的底噪越高;RBW增大10倍,則底噪將抬高10dB。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:寬帶噪聲的測試方法
文章出處:【微信號:CloudBrain-TT,微信公眾號:云腦智庫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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