宽带噪声的测试方法

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描述

在多通道的电台或者FDD模式工作的基站电台,通常都会要求测量发射机的宽带噪声,因此,宽带噪声成为电 台研制、调试和生产过程中必须测量的技术指标之 一 。那么宽带噪声如何测量呢?

一、宽带噪声是什么?

宽带噪声:发射机输出的功率中除去有用信号、杂散、谐波外,在宽泛的频率范围,噪声的功率谱密度。

发射机

二、宽带噪声是怎么产生的?

信号源的热噪声经放大器放大;

本振的相位噪声经放大器放大;

IF滤波器前的热噪声、相位噪声可以用IF BPF抑制,但IF BPF后(包含末级变频)产生的所有近端噪声、杂散无法抑制;

发射机

三、宽带噪声的危害

信号源的噪声、本振的相位噪声经过级级放大,最后从天线辐射出去。

若不经优化处理,末级功率放大器输出的宽带噪声功率谱密度可达到-100dBm/Hz量级(常见)。U-V频段,在距离50m处宽带噪声功率仍有-160dBm/Hz,这使得周围环境噪底抬高10dB以上。

噪底抬高后,该范围内接收机的接收噪声剧增,接收灵敏度明显下降。

一部大功率电台在发射时,会压制周围一定面积范围内的接收机。

为不影响距离发射机10m(衰减40+dB)以外的接收机,宽带噪声应该抑制到<-115dBm(近端),<-135dBm/Hz(远端)。

手持台输出功率稍小,宽带噪声要求一样。

宽带噪声近似白噪声,无法抗拒。

四、宽带噪声测试方法

1.一般而言电台的发射功率都大于2W,宽带噪声一般都要求小于-100dBm,测试的动态范围大于130dB。由于频谱分析仪动态范围的限制,为了能测出某型号电台的宽带噪声,必须在频谱分析仪前端合适的地方放置一带通滤波器,只允许测试的宽带噪声频段通过,抑制电台工作频率的主峰。

为了保证测试的准确性,对带通滤波器的要求:>90dBc/Fo±10%

2.测试时间常数一般为1s,测的数值为有效值rms。

3.频谱仪的设置RBW

发射机

RBW决定了能够通过中频滤波器的宽带噪声信号的功率,这也就意味着会影响频谱仪的底噪声水平。如果测试的是宽带信号,那么同样也会影响显示的信号功率大小。

当降低RBW时,频谱仪显示的底噪声也会随之而降,反之,当增大RBW时,底噪声也会随之增大。如果要从理论上分析RBW对频谱仪底噪声的影响,那么就要从下面的公式说起。假设在室温下(290K),则频谱仪的底噪声为:

Noise Floor, rms = kBT0 * FSA * GSA

式中,k为玻尔兹曼常数,B为系统带宽,FSA为频谱仪整个链路的等效噪声因子,GSA为整个链路的增益。通常,频谱仪的链路都做了校准,因此GSA=1。

Noise Floor, rms = kBT0 * FSA

对于频谱仪而言,系统带宽B与RBW之间有一定的比例关系,这取决于所使用的中频滤波器的类型,比如目前广泛应用于频谱仪的Gaussian滤波器,系统带宽B与RBW基本相同。

为了便于理解,将上式写为对数形式,如下:

Noise Floor, rms = -174dBm/Hz + NFSA + 10lg(RBW)

由上式可知:RBW越大,频谱仪的底噪越高;RBW增大10倍,则底噪将抬高10dB。

审核编辑:汤梓红

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