频谱分析仪的原理、操作与应用

**篇 频谱分析仪的原理 第1章 频谱分析仪的发展及分类 3 1.1 频谱分析仪的历史与发展趋势 3 1.2 频谱分析仪的分类 5 1.2.1 带通滤波器分析仪 5 1.2.2 快速傅里叶变换分析仪 6 1.2.3 扫频频谱分析仪 7 1.2.4 实时频谱分析仪 8 第2章 频谱分析基础 9 2.1 频域与时域的关系 9 2.2 傅里叶级数 11 2.3 傅里叶变换与逆变换 14 2.3.1 傅里叶变换 14 2.3.2 傅里叶逆变换 15 2.4 离散傅里叶变换 15 2.5 快速傅里叶变换 16 第3章 超外差频谱分析仪的原理 17 3.1 超外差频谱分析仪的原理及组成 17 3.1.1 超外差频谱分析仪的原理结构图 17 3.1.2 RF输入衰减器 18 3.1.3 低通滤波器或预选器 20 3.1.4 混频器 20 3.1.5 本地振荡器 21 3.1.6 中频增益放大器 21 3.1.7 中频滤波器 21 3.1.8 包络检波器 22 3.1.9 视频滤波器 23 3.1.10 显示器 24 3.2 超外差频谱分析仪的调谐方程 25 3.3 超外差频谱分析仪测量信号的应用举例 28 第4章 频谱分析仪的基本特性 30 4.1 频率特性 30 4.1.1 频率范围 30 4.1.2 频率分辨率 31 4.1.3 频率精度 36 4.2 幅度特性 38 4.2.1 幅度范围 38 4.2.2 噪声系数与灵敏度 39 4.2.3 动态范围 44 4.2.4 幅度精度 47 4.3 扫描时间 48 4.3.1 模拟滤波器对扫描时间的影响 48 4.3.2 数字滤波器对扫描时间的影响 50 4.4 频谱分析仪常用术语汇编 50 第二篇 频谱分析仪的操作使用方法 第5章 Agilent 8560EC系列频谱分析仪 55 5.1 前面板 55 5.2 后面板 58 5.3 显示器的屏幕注解 59 5.4 主要技术指标 62 5.4.1 频率技术指标 62 5.4.2 幅度技术指标 63 第6章 频谱分析仪硬软键功能与操作 67 6.1 基本功能键 67 6.1.1 【FREQUENCY】频率键 67 6.1.2 【SPAN】扫频宽度键 72 6.1.3 【AMPLITUDE】幅度键 73 6.2 码刻功能键 76 6.2.1 【MKR】功能键 76 6.2.2 【MKR→】功能键 80 6.2.3 【FREQ COUNT】功能键 81 6.2.4 【PEAK SEARCH】功能键 82 6.3 控制功能键 83 6.3.1 【SWEEP】硬键 83 6.3.2 【BW】硬键 84 6.3.3 【TRIG】硬键 86 6.3.4 【AUTO COUPLE】硬键 88 6.3.5 【TRACE】硬键 89 6.3.6 【DISPLAY】硬键 94 6.4 仪器状态功能键 97 6.4.1 【PRESET】硬键 97 6.4.2 【CONFIG】硬键 99 6.4.3 【CAL】硬键 101 6.4.4 【AUX CTRL】硬键 103 6.4.5 【COPY】硬键 104 6.4.6 【MODULE】硬键 106 6.4.7 【SAVE】硬键 108 6.4.8 【RECALL】硬键 109 6.4.9 【MEAS/USER】硬键 109 6.5 数据控制键 111 第三篇 频谱分析仪的应用 第7章 幅度与频率测量 115 7.1 频谱分析仪校准信号测量 115 7.1.1 校准信号测量的原理 115 7.1.2 校准信号测量的方法 116 7.2 两个频率相近的信号测量 120 7.2.1 两个等幅信号测量 120 7.2.2 两个不等幅信号测量 122 7.3 低电平信号的测量 124 7.3.1 利用RF衰减器测量低电平信号 124 7.3.2 利用分辨带宽测量低电平信号 125 7.3.3 利用视频带宽测量低电平信号 126 7.3.4 利用视频平均测量低电平信号 127 7.3.5 低电平信号测量的应用举例 128 7.3.6 低电平信号测量的修正 131 7.4 大功率信号测量 133 7.4.1 衰减器法 133 7.4.2 定向耦合器法 134 第8章 传输与反射特性测量 136 8.1 插入损耗测量 136 8.1.1 两端口待测件插入损耗测量 136 8.1.2 单端口待测件插入损耗测量 139 8.1.3 无端口待测件插入损耗测量 148 8.2 增益测量 152 8.2.1 高功率放大器的增益测量 152 8.2.2 低噪声放大器的增益测量 153 8.3 1 dB压缩点测量 155 8.3.1 1 dB压缩点的概念 155 8.3.2 低噪声放大器的1 dB压缩点测量 156 8.4 电压驻波比测量 157 8.4.1 双端口待测件电压驻波比测量 158 8.4.2 单端口待测件电压驻波比测量 159 8.5 吸波材料反射电平测量 160 8.5.1 测量原理 160 8.5.2 测量方法 162 8.6 频率选择面的传输与反射系数测量 162 8.6.1 频率选择面的概念和传输与反射系数的定义 162 8.6.2 传输系数测量 163 8.6.3 反射系数测量 165 8.6.4 工程测量实例 167 第9章 调制特性测量 169 9.1 幅度调制特性测量 169 9.1.1 幅度调制信号分析 169 9.1.2 幅度调制信号测量 172 9.2 频率调制特性测量 174 9.2.1 频率调制信号分析 174 9.2.2 频率调制信号测量 177 9.3 脉冲调制信号测量 180 9.3.1 脉冲调制信号频谱 181 9.3.2 脉冲调制信号参数测量 182 第10章 失真特性测量 186 10.1 失真信号分析 186 10.1.1 失真信号模型 186 10.1.2 谐波失真信号分析 187 10.1.3 互调失真信号分析 189 10.2 谐波失真测量 191 10.2.1 谐波失真测量原理 191 10.2.2 谐波失真测量方法 192 10.3 三阶互调失真测量 196 10.3.1 互调失真测量方法 196 10.3.2 高功率放大器的互调失真测量 198 10.3.3 低噪声放大器的互调失真测量 199 10.3.4 无源互调失真测量 201 10.3.5 天线无源互调测量 201 第11章 噪声特性测量 208 11.1 噪声特性参数的表征 208 11.1.1 噪声系数 208 11.1.2 等效噪声温度 209 11.1.3 工作噪声温度 210 11.2 接收机噪声系数测量 211 11.2.1 测量原理 211 11.2.2 测量方法 212 11.3 低噪声放大器的噪声温度测量 213 11.3.1 测量原理 213 11.3.2 测量方法 214 11.4 天线噪声温度测量 214 11.4.1 天线噪声温度的概念及组成 214 11.4.2 天线噪声温度的计算 215 11.4.3 天线噪声温度的测量方法 216 11.5 地球站G/T值测量 218 11.5.1 射电源法测量地球站G/T值 218 11.5.2 载噪比法测量地球站G/T值 222 11.6 相位噪声测量 226 11.6.1 相位噪声定义及表征 226 11.6.2 相位噪声测量方法 227 11.6.3 相位噪声测量应注意的问题 230 11.7 噪声功率测量的修正 232 第12章 电磁干扰测量 234 12.1 地球站电磁环境测量 234 12.1.1 地球站电磁干扰的形成 235 12.1.2 地球站电磁干扰允许限值 235 12.1.3 电磁干扰测试系统及灵敏度 237 12.1.4 电磁干扰测试方法和干扰计算 240 12.1.5 地球站电磁干扰测量的工程实例 242 12.2 地球站辐射灾害测量 247 12.2.1 电磁辐射安全标准介绍 247 12.2.2 地球站辐射功率密度的计算 250 12.2.3 地球站辐射功率密度的测量原理 254 12.2.4 地球站辐射功率密度的测量方法 255 12.2.5 地球站辐射功率密度测量的工程实例 256 第13章 时域特性测量 257 13.1 频谱分析仪时域测量原理 257 13.2 时域测量的应用 258 13.2.1 时域测量在调制信号测试中的应用 258 13.2.2 时域测量在天线方向图测量中的应用 261 第14章 卫星通信系统性能测量 268 14.1 地球站发射EIRP测量 268 14.1.1 间接法测量地球站EIRP 269 14.1.2 标准站法测量地球站EIRP 272 14.2 地球站系统G/T值测量 273 14.2.1 间接法测量地球站系统G/T值 274 14.2.2 比较法测量地球站系统G/T值 276 14.3 功率和频率稳定度测量 279 14.3.1 功率和频率稳定度的表示 279 14.3.2 地球站上行功率和频率稳定度的测量 280 14.3.3 卫星信标EIRP和频率稳定度的测量 281 14.4 系统幅频特性测量 282 14.4.1 上行分系统幅频特性测量 282 14.4.2 下行分系统幅频特性测量 283 14.5 地球站带外辐射特性测量 285 14.5.1 杂散辐射测量 285 14.5.2 上行互调产物辐射测量 287 14.6 系统相位噪声特性测量 288 14.6.1 上行分系统相位噪声测量 288 14.6.2 下行分系统相位噪声测量 290 14.7 指向精度与跟踪精度测量 292 14.7.1 指向精度测量 292 14.7.2 跟踪精度测量 293 14.8 卫星转发器的频谱特性测量 295 14.9 地球站偏轴EIRP谱密度测量 296 14.9.1 地球站偏轴EIRP谱密度要求的标准介绍 297 14.9.2 地球站偏轴EIRP谱密度测量 298 14.9.3 工程测量实例 301 参考文献 302 致谢 308