В этой статье мы расскажем, как измерить импульсный радиочастотный сигнал с помощью анализатора спектра. В качестве примера мы возьмем портативный анализатор спектра серии S3302, чтобы показать подробные этапы работы.
Определение импульсного радиочастотного сигнала
Импульсный радиочастотный сигнал относится к последовательности радиочастотных импульсов с одинаковой частотой повторения и постоянной длительностью импульса, формой и амплитудой. В этом разделе представлено несколько методов измерения параметров импульсного радиочастотного сигнала, в том числе как измерить центральную частоту, длительность импульса и частоту повторения импульсов. Кроме того, также обсуждается измерение пиковой мощности импульса.
Полоса пропускания разрешения оказывает большое влияние на измерение импульсного радиочастотного сигнала. Вы должны понимать взаимосвязь между полосой пропускания разрешения и частотой следования импульсов. Если полоса пропускания разрешения меньше частоты следования импульсов, на экране будут отображаться только отдельные частотные составляющие импульсного радиочастотного сигнала. Это известно как узкополосный режим. Режим, в котором полоса пропускания разрешения шире частоты следования импульсов, известен как широкополосный режим. В этом случае вы можете видеть огибающую спектра, образованную сегментами импульсов, которые выровнены по частоте следования тестируемых импульсов.
Измерение центральной частоты, отношения боковых лепестков и длительности импульса импульсного радиочастотного сигнала
1) Установите выходной сигнал генератора сигналов:
Установите частоту генератора сигналов равной 1 ГГц, а мощность - 20 дБм. Подключите выход генератора сигналов к входному порту анализатора спектра, как показано на рис. 1. Установите частоту повторения импульсной модуляции равной 1 кГц, а длительность импульса - 900 нс. Включите импульсную модуляцию и радиочастотный выход.
2) Установите анализатор спектра:
Импульсный радиочастотный сигнал обычно измеряется в широкополосном режиме. Чтобы предотвратить влияние видеофильтра на результаты измерений, полосу пропускания видеосигнала следует установить равной 3 МГц.
• Нажмите клавишу [Сброс].
• Нажмите [Частота], [Центральная частота] и 1 [ГГц].
• Нажмите [частота], [Диапазон], 10 [МГц], [развертка], [Автоматическое управление временем развертки] и 60 [мс].
• Нажмите [BW], [RBW Auto Man], 100 [кГц], [VBW Auto Man] и 100 [кГц].
• Нажмите [BW], [Детектор] и [Пик], чтобы активировать пиковый детектор.
• Включите функцию центральной частоты и регулируйте диапазон до тех пор, пока на экране не появится центральный боковой лепесток и по крайней мере одна пара боковых лепестков.
Увеличивайте время развертки (уменьшайте скорость развертки) до тех пор, пока график не превратится в сплошную линию. Если линия спектра не может быть заполнена, это означает, что прибор не находится в широкополосном режиме. В этом случае следующие этапы измерения отношения боковых лепестков, длительности импульса и пиковой мощности импульса применяться не будут. Полоса пропускания разрешения должна быть больше 1 кГц.
3) Считайте центральную частоту пульса и амплитуду основного лепестка.
• Нажмите [Пик].
Показания маркера - это центральная частота импульса и амплитуда главной доли.
4) Установите маркер на центральной частоте основного лепестка и измерьте соотношение боковых лепестков:
l Нажмите [Пик], [Создатель], [Дельта], [Пик] и [Следующий пик].
Разница амплитуд между основным и боковым лепестками - это соотношение боковых лепестков.
5) Измерьте длительность импульса, которая равна обратной величине разности частот между пиками двух огибающих боковых лепестков.
• Нажмите [Maker], [Delta], [Peak], [Следующий Pk справа] и [Следующий Pk справа].
В этом случае обратной величиной разности частот, указанной дифференциальным маркером, является длительность импульса. Чтобы получить наиболее точную длительность импульса, вы можете вручную настроить местоположение маркера и измерить расстояние между точками пересечения нулей двух соседних боковых лепестков. Вы также можете уменьшить полосу пропускания разрешения, чтобы сделать точку пересечения нуля более четкой и повысить точность измерений.
Измерение частоты следования импульсов (PRF)
Интервал повторения импульсов (PRI) относится к временному интервалу между любыми двумя соседними импульсными откликами.
1) Установите выходной сигнал генератора сигналов:
Установите частоту генератора сигналов равной 1 ГГц, а мощность - 20 дБм. Подключите выход генератора сигналов к входному порту анализатора спектра. Установите частоту повторения импульсной модуляции равной 1 кГц, а длительность импульса - 900 нс. Включите импульсную модуляцию и радиочастотный выход.
2) Установите анализатор спектра:
• Нажмите клавишу [Сброс].
• Нажмите [частота] и 1 [ГГц].
• Нажмите [частота], [Диапазон], 10 [МГц], [развертка], [Автоматическое управление временем развертки] и 1,705 [с].
• Нажмите [BW], [RBW Auto Man] и 1 [кГц].
• Нажмите [BW], [VBW Auto Man] и 3 [МГц].
• Нажмите [BW], [Детектор] и [Пик], чтобы активировать пиковый детектор.
• Отрегулируйте диапазон до тех пор, пока на экране не появятся основной лепесток и по крайней мере один боковой лепесток.
• Отрегулируйте выходную амплитуду генератора сигналов до тех пор, пока она не отобразится на экране. Уменьшайте время подметания (т.е. увеличивайте скорость подметания) до тех пор, пока не отобразится содержимое, аналогичное указанному.
3) Измерьте интервал повторения импульсов:
l Нажмите [Sweep] и [Sweep$Cont|Single].
l Нажмите [Пик], [Создатель] [Дельта] и [Пик] [Следующий пик]. Разностью двух маркеров является интервал повторения импульсов (PRI), а его обратной величиной является частота повторения импульсов (PRF).
Измерение пиковой мощности импульса
Теперь мы получили амплитуду основного лепестка и длительность импульса. Кроме того, мы можем легко получить полосу пропускания анализатора спектра. Следовательно, пиковая мощность импульса может быть получена на основе таких параметров.
В режиме широкополосного измерения анализатора спектра:
Пиковая мощность импульса = (амплитуда основного лепестка) -(20 логарифмический эффект x BW i)
Где:
Teff - длительность импульса в секунде. Второй
BW i – полоса пропускания воздействия, в Гц (равна полосе пропускания разрешения, применяемой при измерении длительности импульса 1,5
В режиме узкополосного измерения анализатора спектра:
пиковая мощность импульса = (амплитуда основного лепестка) - (20 логарифмический эффект/T)
Где:
Teff - длительность импульса в секунде. Второй
T-частота следования импульсов
Явление, при котором пиковая мощность импульса не равна амплитуде основного лепестка, известно как десенсибилизация импульса. Чувствительность анализатора спектра не будет снижена импульсным сигналом. Точно, снижение чувствительности к импульсу вызвано распределением мощности непрерывной несущей импульсной модуляции по ряду компонентов спектра (т.е. несущей и боковой полосе). Следовательно, каждый спектр содержит только часть общей мощности.
