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1、2014年10月宇航计测技术Oct.,2014第34卷第5期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.34,No.5試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試+文章编号:1000-7202(2014)05-0020-03中图分类号:TN8743文献标识码:A基于频谱分析仪的相位噪声测量探讨王林林杨帆李凯峰徐靖玖许俊龙(61236部队,北京100094)摘要利用频谱分析仪测量相位噪声虽然操作方便、成本低,但是在测量过程中有诸多不确定因素,本文对这
2、些因素进行分析梳理,为测试人员提供一种分析方法。关键词频谱分析仪相位噪声测量DiscussionoftheMeasurementofSSBPhaseNoisebaseonaSpectrumAnalyzerWANGLin鄄linYANGFanLIKai鄄fengXUJing鄄jiuXUJun鄄long(61236Troop,PLA,Beijing100094)AbstractMakeameasurementofSSBphasenoisebasedonaspectrumanalyzerwouldbesimpleandreducethecost.But
3、,therearesomanyattentionsneedtobetakecareduringthemeasurementwithaspectrumanalyzer.Alltheattentionswouldbeanalyzedinthispaper,inordertoprovideaidearforthemeasurementoperators.KeywordsSpectrumanalyzerPhasenoiseMeasurement1引言进一步分析其中涉及参数的意义,结合实验数据,分析利用频谱分析仪测量相位噪声的可行性以及注意在宇航测控、雷达
4、、通讯等应用工程中,短期频事项,为测试人员在利用频谱分析仪进行相位噪声率稳定度直接影响到测速、测距、定位等应用的准确的直接测试提供一种分析方法。度和数字通讯的误码率,例如,在测距应用中,接收频率变化0.7Hz将至少带来1cm的测量偏差。因2相位噪声此,在上述应用领域中都对短期频率稳定度提出了[1]越来越高的技术要求。2.1相位噪声定义在实际工作中,用相位噪声指标作为衡量信号相位噪声也称为相位抖动,在时域多用阿伦方发生器短期频率稳定度最直接、最重要指标。在实差表示,在频域用相位噪声表示际工作中对于如此重要的频域参量如何利用已有的v(t)=[v+ε(
5、t)]sin[2πft+渍(t)]00测试设备,如何选用正确的测量方法对其进行准确相位噪声是由频率源的内部噪声(主要是白噪而有效地测量,一直是计量检定、校准人员或测试工声、闪变噪声)对振荡信号的频率和相位均产生调程师们探讨的课题。本文在论述利用频谱分析仪测制而引起输出频率的随机相位或频率起伏。它描述量相位噪声的测量原理、测量方法等内容的基础上,的是在短期时间间隔内引起频率源输出频率不稳定第5期基于频谱分析仪的相位噪声测量探讨·21·性的所有包含因素,是频率信号边带谱噪声的度[2]量,是频率源短期频率稳定度的直接反映。2.2相位噪声的表征相位噪声的
6、表示方式常选用美国国家标准局(NIST)的相关定义:用偏离载频f处的单边带相位m噪声功率密度(相对于1Hz分析测量带宽内的功率)P(f)与载波功率P之比来表示信号的单边图2鉴相法框图ssbmc带相位噪声,用L(f)来表示为mP(fm)出来,频谱分析仪是频域测量仪器,且通常测量功ssbL(f)=(1)mP率,所以c通过式(1),可以定量的表征相位噪声的值。2△渍(f)mrmsL(f)=(2)m2B3相位噪声的测量方法式中:B———分析带宽,取1Hz。3.3相位检波器法3.1直接频谱分析仪法相位检波器法也称为双源法。这种方法是将被采用频谱分析仪对相位
7、噪声测量的测试方法称测信号与一个同频率、相位差90毅的参考信号加到混为直接频谱仪法。该方法在实际应用时不需要搭建频器上,将信号的载波抑制,检测出与被测信号相位测试系统,不仅能在频谱分析仪上直接显示单边带起伏(实际上是被测源和参考源相位起伏之和)有关相位噪声的测量值,而且还可以同时准确地显示其的低频噪声电压,经过低通滤波器和低噪声放大器,他离散信号,尤其在射频、微波段更具有简单、灵活由低频频谱分析仪检测出来,如图3所示。的特点,因而在实际测试中得到广泛的应用。其基本测量原理框图如图1所示。图1直接频谱分析仪法框图图3相位检波器法框图直接频谱分析仪法
8、将高频或微波信号直接加到合适的频谱分析仪上,显示出包含载波和噪声的频被测源和参考源经过混频、滤波后只剩下差频分量,又由于二者频率相同,此
