基于频谱分析仪的端到端群时延测量技术new

《基于频谱分析仪的端到端群时延测量技术new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于频谱分析仪的端到端群时延测量技术陈爽‘2黄武’、“I.中国电子科技集团公司第41研究所2.合肥工业大学仪器与仪表工程摘要:本文介绍了一种利用频谱分析仪进行端到端群时延测量的方法。该方法在频谱分析仪中增加相应的硬件和分析处理软件实现的。文章介绍了测量原理以及测量的误差来源及其处理方法。关键词:群时延频谱分析仪数字微波诵信端到端测最I.引言数字微波(中继)、_卫星通信等系统的跨距从几十公里到上万公里，这些系统均通过自由空间进行信号传输，由于空气的吸收和折射，以及地面反射引起的多径衰落等因素使信道传递函数的幅频特性和群时延

2、特性与理想特性差别很大，对信号传输质量产生很大的影响。因此，在组建和维护这些系统中，对系统的群时延和幅度平坦度测量有着重要的意义。最常用的环回(Loop-Back)测量方法不适用于这些系统，因为不能形成有效的参考信号通道以解决相位测量问题。端到端(End-to-End)开环测量法可有效解决上述系统的群时延测量。现代的微波频谱分析仪，其实质是一个采用自动扫频本振、超外差结构、内置跟踪预选的宽带接收机，具有极高的灵敏度和频率、幅度测量范围。近年来，为了充分利用微波频谱分析仪的硬件平台，仪器生产厂家不断扩充新的功能，使频谱分析

3、仪真正做到了一机多用，这些新功能的加入为频谱分析仪的应用开拓了更广阔的市场。微波频谱分析仪正向高性能、多功能、综合化方向发展。然而，由于普通频谱分析仪并不具备相位测量能力，因而不能进行群时延的测量。本文介绍了一种在频谱分析仪上实现群时延测量的方法，在增加了少许硬件电路和软件后，即可解决上述系统的端到端群时延测量问题。该技术已在AV4032频谱分析仪中得到应用。2.原理与实现方法群时延测量不管采用什么方法最后都要归结为相位测量。相位测量是指同频率的两个信号之间的相位差测量。因为一个信号的相位，或者频率不相关的两个信号之间的

4、相位差都不是常数，而是频率或时间的函数，这些相位是无法测量的，为了测量相位，测相系统应得到两个同频率的输入信号，其中一个为参考信号，另一个为测试信号。假如采用环回(Loop-Back)测量法，就要专门敷设长距离的参考通道和返回线路，对以上系统来说这显然是不可能的。采用开环测量法可以有效的解决这一问题，它不需要参考通道和返回线路。下面介绍这种开环测量的工作原理。见图1:系统测量南发射机、被测网络(信道)和接收机三个部分组成。两台频谱分析仪工作在不同的模式下，发射机提供适合系统传输和测量的微波群信号(通常采用调幅或调频信号)

5、;接收机进行相位测量和显示处理。月谭分析仪1k(发封抓棋式)翻砚分析仪28(摘收机棋式)F查频器帝通波波器帝信9mM141,-刁-、

6、月's}}GY%i}Tlli.ibrl#kR、、与~体振压控晶体振荡器发射7d传输信道接收单7〔图!频谱分析仪的端到端群时延测量原理框图2.1射频源在发射单兀，1#频谱分析仪处十发射机工作模式，其射频信号来源于本机的第一本振(通常是YIG振荡器)，频率范围3-6.5GHz。它的输出除了测量需要的载波信号以外，还附带一些信号杂散分量，如噪声、谐波和其它寄生信号等，载波信号的这些缺陷在群时延

7、测量中将产生测星误差，谐波产生的测相最大误差0(D二为:E1△中。.=Tan式中，E1和EO分别表示射频信号的谐波和基波信号的幅度。因此，在调制器输出端和被测网络的输入端接滤波器可以有效抑制载波谐波对群时延测量的影响，虽然滤波器的群时延将会反映到测量结果中去，引入新的测量误差，但通过系统的归一化可有效的消除这种插入群时延误3`22基带信号发生器晶体振荡器处十开环工作状态，由其产生的基带信号的频率稳定度和准确度都在10-5以I几，频率准确度和稳定度方面的缺陷产生的误差可以忽略不计。基带信号由DDS产生，婆场皆波从两个方而影

8、响群时延的测量精度:一种是同频相位干扰，另一种是谐波相位干扰。前者是山于网络中的非线性特性(如调制器和解调器)形成的伪基带信号(频率与基带信号相同的干扰信号)引起的，后者是由于基带信号的谐波引起的相位抖动产生的测量误差，谐波产生的测相最大误差4(D-:用下式表示:.E1O}max=sin’(丽)式中，E1和EO分别表示基带信号的谐波和基波信号的幅度。因此，为减小测量误差，基带信号的非线性失真必须很小，一般要求谐波抑制要达到一60dB量级或更高，由于基带信号是单频信号，在D/A后使用窄带滤波器就可以达到这个要求基带信号的频

9、率取值大小决定了群时延测量精度、分辩力。对其取值应该遵循以下几条原则:1)根据信号频率和系统带宽选择合适的吹。《。。吻为系统工作中心频率这个条件对于窄带宽系统的群时延特性测量尤其重要。2)根据群时延测量的准确度和分辩力来选择。值。为了提高群时延测量的分辨力和准确度，在定范围内。取值越大越好:3)根据被测时延值的大小来