寬帶噪聲的測(cè)試方法

在多通道的電臺(tái)或者FDD模式工作的基站電臺(tái)，通常都會(huì)要求測(cè)量發(fā)射機(jī)的寬帶噪聲，因此，寬帶噪聲成為電 臺(tái)研制、調(diào)試和生產(chǎn)過(guò)程中必須測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)之 一 。那么寬帶噪聲如何測(cè)量呢？

一、寬帶噪聲是什么？

寬帶噪聲：發(fā)射機(jī)輸出的功率中除去有用信號(hào)、雜散、諧波外，在寬泛的頻率范圍，噪聲的功率譜密度。

二、寬帶噪聲是怎么產(chǎn)生的？

信號(hào)源的熱噪聲經(jīng)放大器放大；

本振的相位噪聲經(jīng)放大器放大；

IF濾波器前的熱噪聲、相位噪聲可以用IF BPF抑制，但I(xiàn)F BPF后（包含末級(jí)變頻）產(chǎn)生的所有近端噪聲、雜散無(wú)法抑制；

三、寬帶噪聲的危害

信號(hào)源的噪聲、本振的相位噪聲經(jīng)過(guò)級(jí)級(jí)放大，最后從天線(xiàn)輻射出去。

若不經(jīng)優(yōu)化處理，末級(jí)功率放大器輸出的寬帶噪聲功率譜密度可達(dá)到-100dBm/Hz量級(jí)(常見(jiàn))。U-V頻段，在距離50m處寬帶噪聲功率仍有-160dBm/Hz，這使得周?chē)h(huán)境噪底抬高10dB以上。

噪底抬高后，該范圍內(nèi)接收機(jī)的接收噪聲劇增，接收靈敏度明顯下降。

一部大功率電臺(tái)在發(fā)射時(shí)，會(huì)壓制周?chē)欢娣e范圍內(nèi)的接收機(jī)。

為不影響距離發(fā)射機(jī)10m（衰減40+dB）以外的接收機(jī)，寬帶噪聲應(yīng)該抑制到<-115dBm（近端），<-135dBm/Hz（遠(yuǎn)端）。

手持臺(tái)輸出功率稍小，寬帶噪聲要求一樣。

寬帶噪聲近似白噪聲，無(wú)法抗拒。

四、寬帶噪聲測(cè)試方法

1.一般而言電臺(tái)的發(fā)射功率都大于2W，寬帶噪聲一般都要求小于-100dBm,測(cè)試的動(dòng)態(tài)范圍大于130dB。由于頻譜分析儀動(dòng)態(tài)范圍的限制，為了能測(cè)出某型號(hào)電臺(tái)的寬帶噪聲，必須在頻譜分析儀前端合適的地方放置一帶通濾波器，只允許測(cè)試的寬帶噪聲頻段通過(guò)，抑制電臺(tái)工作頻率的主峰。

為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，對(duì)帶通濾波器的要求：>90dBc/Fo±10%

2.測(cè)試時(shí)間常數(shù)一般為1s，測(cè)的數(shù)值為有效值rms。

3.頻譜儀的設(shè)置RBW

RBW決定了能夠通過(guò)中頻濾波器的寬帶噪聲信號(hào)的功率，這也就意味著會(huì)影響頻譜儀的底噪聲水平。如果測(cè)試的是寬帶信號(hào)，那么同樣也會(huì)影響顯示的信號(hào)功率大小。

當(dāng)降低RBW時(shí)，頻譜儀顯示的底噪聲也會(huì)隨之而降，反之，當(dāng)增大RBW時(shí)，底噪聲也會(huì)隨之增大。如果要從理論上分析RBW對(duì)頻譜儀底噪聲的影響，那么就要從下面的公式說(shuō)起。假設(shè)在室溫下(290K)，則頻譜儀的底噪聲為：

Noise Floor, rms = kBT0* FSA* GSA

式中，k為玻爾茲曼常數(shù)，B為系統(tǒng)帶寬，F(xiàn)SA為頻譜儀整個(gè)鏈路的等效噪聲因子，GSA為整個(gè)鏈路的增益。通常，頻譜儀的鏈路都做了校準(zhǔn)，因此GSA=1。

Noise Floor, rms = kBT0* FSA

對(duì)于頻譜儀而言，系統(tǒng)帶寬B與RBW之間有一定的比例關(guān)系，這取決于所使用的中頻濾波器的類(lèi)型，比如目前廣泛應(yīng)用于頻譜儀的Gaussian濾波器，系統(tǒng)帶寬B與RBW基本相同。

為了便于理解，將上式寫(xiě)為對(duì)數(shù)形式，如下：

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

由上式可知：RBW越大，頻譜儀的底噪越高；RBW增大10倍，則底噪將抬高10dB。

審核編輯：湯梓紅