在射頻信號功率測量時,尤其是復(fù)雜寬帶調(diào)制信號的功率測量,工程師在測量中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不同儀器給出不同測試結(jié)果,怎樣判斷測量的準(zhǔn)確性?
本文以5GNR信號功率測量為例,分別用綜測儀、功率計和頻譜儀進(jìn)行信號功率測量,頻譜儀測量進(jìn)一步分為5GNR解調(diào)模式、頻譜分析信道功率模式以及CCDF測量模式進(jìn)行功率測量,文末總結(jié)各種方法適用場景和差異。
其它LTE等通信調(diào)制信號,可以完全參照本例;對于寬帶雷達(dá)信號的分析,綜測儀不適用,可以使用功率計和頻譜儀,也有專用的雷達(dá)信號分析選件,文中所述頻譜儀其它功能,比如CCDF,也適用于雷達(dá)信號功率測試。
功率計
平均功率測量的首選標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,在量程內(nèi),對功率量程下限20dB以上的信號,平均功率continous測量準(zhǔn)確度最佳;
現(xiàn)代功率傳感器RF端口直接連接信號輸出端口,數(shù)據(jù)線連接主機,或者連接PC或其它儀器主機都可以完成測量功能;
不適用于接近甚至小于量程下線小信號的測量。
頻譜儀
專用測試選件是首選,本例中5GNR分析選件
可以準(zhǔn)確分析信號的所有指標(biāo),包括功率參數(shù),可以測量總的信號平均功率以及峰均比,還可以單獨測量各個資源塊的功率,這是在I/Q解調(diào)的前提下,單獨分析每個帶寬子集和資源塊的功率
CCDF測量是推薦的測試方法
CCDF是互補累積分布函數(shù),其測試原理是對信號進(jìn)行高速采樣,對所有采樣值,CCDF統(tǒng)計計算,獲得峰值功率、平均功率和峰均比及其概率分布。
無標(biāo)準(zhǔn)測試選件的頻譜儀,或者進(jìn)行功率測量比對分析,推薦CCDF測量模式,可準(zhǔn)確測量平均功率、峰值功率和峰均比,設(shè)置簡單,僅需注意設(shè)置分析帶寬大于信號帶寬,測量采樣時間大于信號周期兩倍以上;
信道功率測量模式要注意頻譜儀參數(shù)設(shè)置
信道功率模式要遵循設(shè)置規(guī)則,選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動設(shè)置,本例對應(yīng)選擇5GNR;
注意,當(dāng)被測信號較小時,不同RBW設(shè)置帶來的誤差比較大,這是因為信號帶寬邊沿,隨著RBW減小會更加陡峭,在設(shè)定帶寬邊沿部分的本底噪聲也隨之降低,信道功率計算的功率積分?jǐn)?shù)據(jù)來源包括這部分噪聲;
因此,當(dāng)寬帶小信號信道功率測量時,信道功率的讀數(shù)隨著RBW的減小而稍微變小。
其它注意事項
RF線纜損耗和絕對功率誤差需要修正;
基本頻譜模式不適用于寬帶信號功率測量;
不能信令模式
通信綜測儀
唯一可在信令模式下測量的設(shè)備;
必須專用測試選件,本例中5GNR選件;
測量功能與頻譜儀的5GNR分析選件類似
寬帶調(diào)制信號的功率測量總結(jié)