相位噪声测量中的谱估计方法研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文相位噪声测量中的谱估计方法研究姓名：安瑞申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：王家礼；郭利强201106摘要相位噪声作为短期频率稳定度在频域的一种表现形式，是许多现代电子设备的一项重要指标，其相应的测试设备亦受到广泛的重视。随着现代电子技术的发展，对相位噪声测试系统的相位噪声测试灵敏度和分辨率等指标提出了越来越高的要求。本文首先着重分析了相位噪声的定义及其测量方法，并简要介绍了利用鉴相法测试相位噪声的实现技术方案。该方案利用鉴相法提取信号源中的相位噪声，然后通过对相位噪声信号进行功率谱估计获得被测信号的单边带相位噪声。

2、本文重点讨论了相位噪声谱估计中的经典谱估计和参数模型谱估计方法。最后，用MATLAB验证了算法的正确性，并对实际测得的数据进行了处理，再次验证了算法的可用性，为后续进一步的工作打下了一定的基础。关键词：相位噪声鉴相法功率谱估计AbstractAsoneoftheexpressionsoffrequencystabilityinfrequencydomam，phasenoiseisanimportanttechnicalparameterinmanymodemelectronicequipments，anditstest-equipmentshavearouse

3、dwideattention．Witllthedevelopmentofelectronictechnology,therequirementsofsensitivityandresolutioninmeasurementsystemofphasenoiseismoreandmorerigorous．Atfirst，thedef'mitionofphasenoiseanditsmethodsofmeasurementisintroducedinthispaper,andtheachievementofthetechnicalprogramusingphased

4、etectortotestphasenoiseisbrieflydescribed．Inthismethod，phasenoiseisextractedthroughphasecomparison．Andthemeasurememisaccomplishedthroughspectrumanalysis．Secondly,thepaperfocusesontheclassicalspectrumestimationandparametermodelspectrumestimationmethodinphasenoisespectrumestimationand

5、makesabroaddiscussion．Finally,thevalidityofthealgorithmisverifiedthroughMATLAB．Initialresultswereachieved，layingacertainfoundationforfurtherwork．Keywords：PhasenoisePhasedetectorPowerspectrumestimation第一章绪论1．1引言随着通信、雷达、导航等现代电子系统的广泛应用和迅猛发展，对标准信号(如时间基准，通讯载波等)使用的高精密频率源，特别是对频率源的频率稳定度(主要表

6、现为相位噪声)指标提出了越来越高的要求。不论做发射激励信号，还是接收机本振信号以及各种频率基准时，相位噪声在解调过程中都会和信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降：在通信系统中使话路信噪比下降，误码率增加；在雷达系统中影响目标的分辨能力，即改善因子；接收机本振的相位噪声，当遇到强干扰信号时，会产生“倒混频”使接收机有效噪声系数增加。所以随着电子技术的发展，对频率源的相位噪声要求越来越严格，因此低相位噪声，在物理、天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、仪器、仪表等各种领域里都受到重视。频率稳定度包括频率的长期稳定度和短期稳定度，前者对应较长一段时间

7、内频率的固定漂移，后者则指短期内频率的随机波动。通常大家更关心的是频率的短期稳定特性。短期稳定度有时域和频域两种表征，分别主要采用阿仑(Allan)方差和相位噪声功率谱。关于时域阿仑方差的测量主要是用频率计数器进行，早期曾普遍采用，它对提供长期稳量度较为有效。用频域的方法直接观察信号的噪声具有对信号的频率稳定度反映的直观性。在雷达、卫星、通讯、宇宙飞船、导弹以及频谱学方面，频率源的稳定度常用频域表征。又由于频域转换到时域相当方便，因此用频域来分析和测量是一种直观有效的方法。1．2课题来源及研究背景近年来，对于各种频率源的相位噪声测量越来越受到各方面的关注。目前

8、国际上采用传统的相位噪声测量模式的测量