無線測(cè)試工程師知識(shí)點(diǎn)分享：頻譜儀矢量信號(hào)分析的應(yīng)用，避免踩坑！
- 報(bào)價(jià)
- 請(qǐng)來電詢價(jià)
- 聯(lián)系手機(jī)
- 17603089103
- 微信號(hào)
- xunke2022
- 測(cè)試周期
- 5-7天
- 寄樣地址
- 深圳寶安
- 價(jià)格費(fèi)用
- 電話詳談
隨著現(xiàn)代頻譜儀數(shù)字中頻處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使其在通信、航天、計(jì)量以及各個(gè)領(lǐng)域中的使用愈加廣泛。不僅使數(shù)字信號(hào)解調(diào)成為可能，并且為模擬調(diào)制信號(hào)的解調(diào)提供的更的方法。同時(shí)，對(duì)于發(fā)射機(jī)和頻綜源的頻率及相位穩(wěn)定時(shí)間，也可以進(jìn)行的分析。
信號(hào)的矢量表述方法
理解信號(hào)的矢量表達(dá)以及IQ信號(hào)的概念，是現(xiàn)代頻譜分析和信號(hào)分析理解和應(yīng)用的基礎(chǔ)。作為一個(gè)圖解工具，矢量是一個(gè)直角坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)的箭頭。箭頭的長度代表信號(hào)的峰值幅度。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较?。箭頭與橫軸正半軸的夾角為相位。信號(hào)周期對(duì)應(yīng)于箭頭旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。信號(hào)每秒鐘完成旋轉(zhuǎn)的次數(shù)對(duì)應(yīng)于信號(hào)頻率。
信號(hào)矢量在縱軸上的投影長度等于信號(hào)的峰值幅度乘以相位正弦值，因此，如果信號(hào)是一個(gè)正弦波，該投影就對(duì)應(yīng)于信號(hào)的瞬時(shí)幅度（見圖1）。
圖1 時(shí)域表述的正弦波與矢量信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖2 頻譜儀中頻信號(hào)處理原理圖
用矢量表述信號(hào)，可以完整地描述信號(hào)的幅度、頻率和相位。因此，在信號(hào)分析中，我們常把信號(hào)進(jìn)行矢量分解，也就是將信號(hào)分解為頻率相同、峰值幅度相同但相位相差90的兩個(gè)分量。通常，我們采用一個(gè)正弦信號(hào)（Asinwt）和一個(gè)余弦信號(hào)（Acoswt）描述這兩個(gè)分量，其中余弦分量被稱為同相分量，即I分量；正弦分量被稱為正交分量，即Q分量。
頻譜儀數(shù)字中頻處理技術(shù)
輸入頻譜儀的射頻信號(hào)經(jīng)過混頻后變?yōu)橹蓄l信號(hào)IF，再經(jīng)過帶通濾波器（中頻濾波器）進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。在數(shù)字處理部分，對(duì)下變頻為基帶的IQ信號(hào)進(jìn)行低通濾波和欠采樣，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，準(zhǔn)備進(jìn)一步處理，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表述IQ信號(hào)的電壓值。
在頻譜儀設(shè)置過程中，模擬中頻濾波器帶寬為IFBW，數(shù)字處理部分的低通濾波器帶寬為解調(diào)帶寬。欠采樣使IQ信號(hào)的采樣率除以2的n次方，當(dāng)解調(diào)帶寬較窄時(shí)，過高的采樣速率是毫無意義的。
圖3 AM解調(diào)原理
圖4 FM解調(diào)原理
圖5 ΦM解調(diào)原理
FM解調(diào)
對(duì)FM-DC數(shù)組進(jìn)行分析，此數(shù)組對(duì)應(yīng)頻率曲線TFM 。
對(duì)此數(shù)組進(jìn)行FFT計(jì)算，得到AF頻譜，其基波頻率即調(diào)制頻率fmod ，根據(jù)AF頻譜，可以計(jì)算調(diào)制諧波失真和信納比；
對(duì)此數(shù)組進(jìn)行檢波，與AM解調(diào)類似，獲得峰值和均方根值。
ΦM解調(diào)
對(duì)ΦM-DC數(shù)組進(jìn)行分析，此數(shù)組對(duì)應(yīng)頻率曲線ΦFM 。
對(duì)此數(shù)組進(jìn)行FFT計(jì)算，得到AF頻譜，其基波頻率即調(diào)制頻率fmod ，根據(jù)AF頻譜，可以計(jì)算調(diào)制諧波失真和信納比。
對(duì)此數(shù)組進(jìn)行檢波，與AM解調(diào)類似，獲得峰值和均方根值。
圖6 FM解調(diào)分析
圖7 實(shí)時(shí)頻譜分析
實(shí)時(shí)頻譜分析
實(shí)時(shí)頻譜分析與傳統(tǒng)的頻譜儀分析技術(shù)不同，是在傳統(tǒng)超外差式頻譜儀的基礎(chǔ)上，對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行FFT分析（見公式4）。由于其實(shí)時(shí)快速的特點(diǎn)，在現(xiàn)代通信與雷達(dá)信號(hào)的分析中，尤其是跳頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)，得到越來越多的應(yīng)用。
實(shí)時(shí)頻譜分析同時(shí)包含AF頻譜監(jiān)測(cè)，分析AM或RFpower的解調(diào)頻譜，有助于分析未知信號(hào)的符號(hào)速率。對(duì)應(yīng)于非等幅連續(xù)數(shù)字調(diào)制信號(hào)（如PSK、QAM信號(hào)），在AF頻譜上，大于0Hz的第一個(gè)峰值點(diǎn)通常對(duì)應(yīng)于信號(hào)的符號(hào)速率，使未知信號(hào)的矢量分析成為可能。
雷達(dá)信號(hào)測(cè)試分析
由于頻譜儀的矢量分析功能可以實(shí)時(shí)分析信號(hào)的頻率、功率、相位和實(shí)時(shí)頻譜，因此在現(xiàn)代雷達(dá)的研發(fā)和測(cè)試之中，具有矢量分析功能的頻譜儀已經(jīng)成為雷達(dá)發(fā)射機(jī)及其器件的必備工具。
雷達(dá)信號(hào)分析原理與“信號(hào)解調(diào)方法”一致，分析幅度、頻率和相位在時(shí)域內(nèi)的特性曲線。對(duì)于常用雷達(dá)信號(hào)，如線性調(diào)頻，巴克碼等，可以分析它們的脈內(nèi)特性，包括升降沿分析、頻率特性、相位特性以及矢量圖等。
圖8 線性調(diào)頻信號(hào)分析
圖9 瞬態(tài)特性測(cè)試
雷達(dá)信號(hào)測(cè)試分為功率和頻譜測(cè)試以及脈內(nèi)調(diào)制測(cè)試。圖8所示為線性調(diào)頻脈內(nèi)調(diào)制測(cè)試，觀察脈內(nèi)頻率變化情況，包括線性度和調(diào)頻帶寬，采用頻譜儀的矢量分析功能。在頻譜儀基本頻譜分析功能的頻域測(cè)試，可以觀察信號(hào)頻譜以及測(cè)試功率，頻譜儀時(shí)域測(cè)試或矢量分析的AM解調(diào)，可以測(cè)試脈沖波形、升降沿等信息。
第三方檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)，電子電器安規(guī)EMC檢測(cè)，材料有害物質(zhì)RoHS檢測(cè)，產(chǎn)品包裝運(yùn)輸可靠性測(cè)試
技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣。（除依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項(xiàng)目外，憑營業(yè)執(zhí)照依法自主開展經(jīng)營活動(dòng)）電子電器產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、新能源產(chǎn)品、汽車材料及部品，預(yù)包裝食品、金屬材料及制品、玩具、兒童用品、紡織品，服裝、鞋材、裝飾品的檢測(cè)、認(rèn)證及技術(shù)服務(wù)。
深圳市訊科標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司是一家依據(jù)ISO/IEC17025運(yùn)行的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)。我檢測(cè)中心在工業(yè)品、消費(fèi)品、貿(mào)易保障及生命科學(xué)四大領(lǐng)域，提供有害物質(zhì)檢測(cè)，安規(guī)檢測(cè)，EMC檢測(cè)，環(huán)境安全檢測(cè)，電子電器產(chǎn)品可靠性與失效分析，材料可靠性與失效分析，金屬材料、非金屬材料分析，紡織品、鞋類、皮革檢測(cè)，玩具產(chǎn)品檢測(cè)，建材與輕工產(chǎn)品檢測(cè)，汽車整車及其零部件檢測(cè)，食品、藥品、化妝品、飼料及食品包裝和接觸材料檢測(cè)，驗(yàn)貨與合規(guī)服務(wù)，審核服務(wù)，計(jì)量校準(zhǔn)...