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Research on Calibration Method for Real-Time Analysis Bandwidth and Minimum Pulse Width Amplitude Ratio of Full Intercept
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摘要: 监测射频信号的实时变化并对其进行分析和测量，对优化信号频谱利用效率具有关键作用。实时频谱分析仪利用数字荧光分析技术实现对时变信号观察、测量和分析，成为了监测瞬变信号的重要手段。介绍了实时频谱分析仪的基本技术原理，研究并提出了实时分析带宽和全捕获最小脉宽幅度比的校准方法。根据实时频谱分析仪的主要功能特点，对实时分析带宽、全捕获最小脉宽时幅度比的校准方法进行了实验验证，并对其进行了不确定度分析和评定。
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关键词:
- 射频信号 /
- 实时频谱分析仪 /
- 实时分析带宽 /
- 全捕获最小脉宽幅度比 /
- 校准方法
Abstract: Monitoring, analyzing and measuring the real-time change of RF signal plays a key role in optimizing the signal spectrum efficiency. Real time spectrum analyzer uses digital fluorescence analysis technology to observe, measure and analyze time-varying signals, which has become an important means to monitor transient signals. The basic technical principle of real-time spectrum analyzer is introduced, and the calibration methods of real-time analysis bandwidth and minimum pulse width amplitude ratio of full intercept are studied and proposed. According to the main functional characteristics of real-time spectrum analyzer, the calibration methods of real-time analysis bandwidth and minimum pulse width amplitude ratio of full intercept are experimentally verified, and their uncertainty is analyzed and evaluated. -
图 1 扫频式频谱仪、矢量信号分析仪、实时频谱分析仪结构框图
Figure 1. Structure diagram of swept frequency spectrum analyzer, vector signal analyzer and real-time spectrum analyzer
图 2 实时频谱分析仪(上)和矢量信号分析仪(下)测量脉冲调制信号对比图
Figure 2. Comparison diagram of pulse modulation signal measured by real-time spectrum analyzer (upper) and vector signal analyzer (lower)
图 3 实时分析带宽的测量连接框图
Figure 3. Measurement connection diagram of real-time analysis bandwidth
图 4 全捕获最小脉宽幅度比测量连接框图
Figure 4. Measurement connection diagram of full capture minimum pulse width amplitude ratio
表 1 实时分析带宽和全捕获最小脉冲宽度幅度比
Table 1. Real-time analysis bandwidth and full capture minimum pulse width amplitude ratio
计量特性 定义 实时分析带宽 可以进行实时无缝捕获的频宽，与实时
频谱分析仪的数字转换器和IF带宽相对应全捕获最小
脉宽 幅度比是指当输入信号的脉宽为全捕获最小脉
宽时，信号幅度与连续波状态下的幅度之差
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表 2 实时分析带宽测量结果(载波频率1 GHz)
Table 2. Real time analysis of bandwidth measurement results (carrier frequency 1 GHz)
实时分析带宽：10 MHz 实时分析带宽：36 MHz 测量
序号测量结
果/MHz相对误
差/%测量结
果/MHz相对误
差/%1 10 0 36 0 2 10 0 36 0 3 10 0 36 0 4 10 0 36 0 5 10 0 36 0 6 10 0 36 0 7 10 0 36 0 8 10 0 36 0 9 10 0 36 0 10 10 0 36 0
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表 3 全捕获最小脉宽幅度比测量结果(载波频率1 GHz)
Table 3. Measurement results of full capture minimum pulse width amplitude ratio (carrier frequency 1 GHz)
测量序号 连续波功率 dBm 调制波功率 dBm 幅度比 dB 1 −10 −10.17 −0.17 2 −10 −10.16 −0.16 3 −10 −10.15 −0.16 4 −10 −10.14 −0.14 5 −10 −10.16 −0.16 6 −10 −10.16 −0.16 7 −10 −10.13 −0.12 8 −10 −10.15 −0.15 9 −10 −10.15 −0.16 10 −10 −10.14 −0.14
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表 4 实时分析带宽测量重复性
Table 4. Real-time analysis of bandwidth measurement repeatability
测量序号 测量结果 MHz x1 28.8 x2 28.8 x3 28.8 x4 28.8 x5 28.8 x6 28.8 x7 28.8 x8 28.8 x9 28.8 x10 28.8
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表 5 测量不确定度分量汇总表
Table 5. Summary of measurement uncertainty components
序号 不确定度分量 不确定度来源 类型 分布 包含因子 标准不确定度 1 信号发生器频率准确度 B 均匀 $ \sqrt 3 $ u1(S) = 3.35×10−8 2 频谱仪分辨力 B 均匀 $ \sqrt 3 $ u2(S) = 0.0008 3 测量重复性 A — — u3 (S) = 0
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表 6 全捕获最小脉宽幅度比测量重复性
Table 6. Measurement repeatability of full capture minimum pulse width amplitude ratio
测量序号 测量结果/dB 1 −0.17 2 −0.16 3 −0.16 4 −0.14 5 −0.16 6 −0.16 7 −0.12 8 −0.15 9 −0.16 10 −0.14
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表 7 测量不确定度分量汇总表
Table 7. Summary of measurement uncertainty components
序号 不确定度分量 不确定度来源 类型 分布 包含因子 标准不确定度 1 信号发生器不同状
态的功率不一致性B 正态 2 u1(Pr) = 1.17% 2 频谱仪功率分辨力 B 均匀 $ \sqrt{3} $ u2(Pr) = 0.10% 3 测量重复性 A — — u3 (Pr) = 0.35%
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