利用頻譜分析來(lái)限制RF功率和寄生噪聲輻射

射頻功率的頻域測量是利用頻譜和矢量信號分析儀所進(jìn)行的最基本的測量。這類(lèi)系統必須符合有關(guān)標準對功率傳輸和寄生噪聲輻射的限制，還要配有合適的測量技術(shù)來(lái)避免誤差。

　　像頻率范圍、中心頻率、分辨帶寬(RBW)和測量時(shí)間這些有關(guān)頻率的關(guān)鍵控制都會(huì )影響測量結果。

　　頻率范圍指的是分析儀所能捕獲的總頻譜分量，而中心頻率相當于頻率范圍的中心。應該注意像頻率范圍這類(lèi)頻率控制決定了儀器前面板上的頻率范圍。另一方面，根據頻率范圍的大小不同，FFT信號分析儀有兩個(gè)截然不同的采集模式。

　　儀器中高達RBW的頻率范圍的實(shí)現方式是：對一段頻率進(jìn)行下變頻，然后對下變頻信號進(jìn)行數字化。而對于超出RBW的頻率范圍，按順序對頻譜段進(jìn)行變頻和數字化。RBW控制頻率軸上的頻率分辨率。在傳統的分析儀中，利用一個(gè)窄帶濾波器來(lái)掃描頻率范圍來(lái)實(shí)現頻譜顯示。濾波器帶寬決定了頻率軸上的分辨率，因此也是控制的標志。

　　與此同時(shí)，采用FFT的分析儀沒(méi)有模擬濾波器，而是采用FFT和相關(guān)的窗口參數(windowingparameter)來(lái)確定頻率分辨率或者 RBW。與傳統的頻譜分析儀不一樣，目前最新的采用FFT的分析儀可以選擇窗口來(lái)限制頻譜泄漏并改善頻域中間隔較小頻段的分辨率。那些對FFT分析儀以及 FFT熟悉的人們也許會(huì )問(wèn)，RBW頻率分辨率與FFT的抽頭的寬度是什么關(guān)系？表1顯示了在新型的RF信號分析儀中RBW頻率分辨率參數(規定在3dB和 6dB處的RBW分辨率)與FFT抽頭寬度的關(guān)系。

表1：RBW頻率分析分辨率與FFT分析儀的抽頭寬度相關(guān)

　　采用FFT的分析儀具有窗口選擇，用來(lái)限制頻譜泄漏并改善頻域中間隔較小頻譜的分辨率。而傳統的頻譜分析儀則沒(méi)有這一功能。傳統掃描式分析儀的測量時(shí)間(或掃描時(shí)間)與RBW的平方成反比，這是由模擬濾波器的建立時(shí)間確定的。如果要通過(guò)降低RBW來(lái)改善頻率分辨率，則掃描時(shí)間要呈指數增加。

　　相反，隨著(zhù)RBW的降低，FFT信號分析儀所進(jìn)行的采集更長(cháng)，運算量也更大。隨著(zhù)DSP器件速度的加快，測量速度更快，從而實(shí)現更高的分辨率或更窄的RBW測量。

圖1：頻譜分析儀測量結果的頻率和幅度關(guān)系

　　幅度設置

　　不同的幅度控制也會(huì )影響測量結果，這些包括參考電平(reflevel)，衰減器設置和檢測模式。參考電平設置了頻譜分析儀的最大輸入范圍。它控制Y軸，這一點(diǎn)與示波器上的“volts/div”相似，必須將其設置到剛剛大于所期望的最大功率測量值。

　　最佳參考電平的取值要使得最小的儀器失真(使輸入信號飽和的非常低的參考電平導致)和最小的噪聲基底(參考電平過(guò)高，減小了儀器的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍而導致)取得平衡。有時(shí)候，設置一個(gè)低參考電平對于寬帶噪聲測量是有好處的，盡管產(chǎn)生一些儀器失真。當能夠認可失真時(shí)，這樣做會(huì )改善儀器的靈敏度，并且保證在測量中將其排除在外。

　　衰減器設置控制也決定儀器的輸入范圍。該設置通常被設置到自動(dòng)模式，軟件根據參考電平來(lái)調整衰減器的值。