北邮电磁场与电磁波实验频谱分析仪的使用Word下载.docx

1、频率设置（MHz）850MHz900MHz950MHz电平设置（dBm）-10dBm-15dBm-20dBm实测频率（MHz）848.498895.232950.055实测电平（dBm）-10.13-14.12-22.26信噪比（dB/RBW）-19.08-14.50-10.21带载波信号的杂散测量（1） 实验操作步骤1.设置微波信号发生器输出制定频率和功率的正弦波（850MHz、-20dBm）2.设置频谱分析仪的中心频率为微波信号发生器的输出频率，设置合适的扫描带宽，适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置。3.用频谱分析仪测量输出信号的频率和电平，测试数据记录到表4.2中4.增加频谱分析仪

2、的扫描带宽，如100MHz,用手动设置功能适当减小频谱分析仪的分辨率带宽，观察频谱图的变化，直到观测到杂散信号为止。5在频谱图中确定最大杂散信号，用差值光标功能测量信号和最大杂散信号的相对电平（杂散抑制度）（2）实验数据记录表4.2信号频率（MHz）信号电平（dBm）杂散抑制度（dB）85020.56900-15.9213.989506.11（3） 实验数据分析杂散信号产生原因：过度激励分析仪的输入可能会导致杂散信号。相位噪声测量1. 设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（850MHz、-10dBm）2. 设置频谱分析仪的中心频率为微波信号发生器的输出频率，设置扫描带宽为50KHz

3、，设置合适的分辨率带宽和视频带宽，适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置2.用峰值搜索功能测量信号的频率和电平，测试数据记录到表4.3中3.用差值光标和噪声光标功能测量偏离信号10KHz的相位噪声，测试数据记录到表4.3中4.将扫描带宽设置为500KHz，设置合适的分辨率带宽和扫描带宽，利用同样的方法测量偏离信号100KHz的相位噪声，测试数据记录到表4.3中5.改变输出频率，重复以上测量，测试数据记录到表4.3中（2）实验数据记录 表4.3 相位噪声（dB/Hz）偏离10KHz偏离100KHz-93.78-37.70-39.02-38.72-42.56-40.95幅频特性的测量（1）实验操

4、作步骤1 设置微波信号发生器输出指定频率和功率大单载波信号（如850MHz20dBm）。2 设置频谱分析仪的中心频率为微波信号发生器的输出频率，设置合适的扫描带宽（如100MHz），适当调整参考电平，使频谱图显示在合适的位置。3 设置频谱分析仪的轨迹为最大值保持功能。4 按照一定的步进（如0.1MHz），用手动旋钮（或自动扫频）在指定的频率围（如830MHz870MHz）调整微波信号发生器的输出频率，观测频谱分析仪显示的幅频特性曲线。5 用峰值搜索功能测量输出信号在指定频带的最高电平，测试数据记录到表格中。6 用差值光标功能测量输出信号在指定频带的幅频特性，测试数据记录到表格中。7 改变测试频

5、率围，重复以上测量，记录数据到表格中。频率围MHz最高点频dBm幅频特性（dB带宽）8502020.971.3/40=0.0325900-20.881.1/40=0.0275950-23.362.62/40=0.06555.实验心得本次实验时对频谱分析仪的使用，由于频谱分析仪我们在之前的相关课程的实验已经使用过，堆频谱分析仪的使用已经较为熟练，因此本次实验做的较为轻松。实验过程中我们不仅更加熟练掌握了频谱分析仪的使用，还了解了关于频谱分析仪的特性，使得优化了我们的使用。为保证对信号进行精确，测量前应开机预热三十分钟。频谱仪最基本的作用就是发现和测量信号的幅度。频谱仪可以以图示化的方式显示设定频

6、率围的射频信号，信号越强，频谱仪显示的幅度也越大。5.3.2 衰减器的特性测量1.实验目的（1）熟练掌握频谱分析仪的使用（2）了解衰减器对微波信号的衰减机理以及相关特性。2.实验仪器微波信号发生器、衰减器（10db），频谱分析仪3.实验容及数据处理以下实验按照图1连接测试。1.衰减器的测量（1）设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz、-10dBm和-20dBm）。（2）将输入输出电缆短接。用频谱分析仪测量衰减器的输入信号电平，测试数据记录到表格1中。（3）接入被测衰减器。用频谱分析仪测量衰减器的输出信号电平，计算衰减器的衰减量以及与标称值得误差，测试数据记录到表格1中

7、。（4）改变微波信号发生器的输出频率，重复以上测量，测试数据记录到表格1中标称值（10dBm）测试频率（MHz）输入信号电平（dBm）输出信号电平（dBm）衰减量（dBm）标称误差（dB）-20.05 -30.58 10.530.53 -21.11 -31.58 10.470.47-22.26 -32.50 9.240.24表1 衰减器的衰减量测量分析：因为我们本次实验并没有对应的衰减器，因此使用的衰减器是PIN衰减器，上面标明的衰减量为=10dB,而实际上要求用的衰减器其衰减量为10dB，因此在计算标称误差的时候，是以标准衰减量10dB来计算的。相应的数据计算过程如下：850MHz:衰减量=

8、-120.05-（-30.58）=10.53；标称误差=10.53-10=0.53；误差率5.3%900MHz:衰减量=-21.11-（-31.58）=1047 ； 标称误差=10.47-10=0.47；误差率4.7%950MHz:衰减量=-22.26-（-32.50）=10.24 ； 标称误差=10.24-10=0.24。误差率2.4%可见：误差在允许的围可以被接受。2.幅频特性测量（1）设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz、-20dBm）。（2）将输入和输出电缆短接。用频谱分析仪测量并记录衰减器的输入信号电平。设置频谱分析仪的中心频率为指定频率（如850MHZ）

9、，设置合适的扫描带宽（如100MHZ），适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置。（4）设置频谱分析仪的轨迹为最大保持功能（Trace-Trace type Max hold）.（5）按照一定的步进（如0.1MHZ），用手动旋钮在指定的频率围（如830870MHZ），调整微波信号发生器的输出频率,在频谱分析仪上显示幅频特性曲线。（6）根据频谱分析仪显示的幅频特性曲线，测量并计算衰减器在指定频带的最小衰减和幅频特性，测试数据记录到表2中。频率围（MHz）最小衰减量幅频特性（dBpp/带宽）830870-50.630.38/40=0.095880920-52.650.34/40=0.0085930

10、970-54.400.31/40=0.0075 表2 衰减器的幅频特性测量4. 实验总结在本次实验里，我们主要是通过实验来了解衰减器的特性，实验多加了一个衰减器，主要还是通过频谱分析仪来看我们调出信号经过衰减器的数据特点。实验时频谱仪的数值跳变幅度较大，速度也快，我们需要采取许多相应的措施来稳定频谱分析仪，如减小周围环境影响，更换噪声较小的连接线等等。5.3.3 定向耦合器特性测量1耦合度测量 （1）按照下图连接测试系统： （2）设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号； （3）将输入和输出电缆短接，用频谱分析仪测量定向耦合器输入端口的输入电平信号，记录测试数据； （4）接入被测定向耦

11、合器，用频谱分析仪测量定向耦合器耦合端口的输出信号电平，计算定向耦合器的耦合度，记录数据； （5）改变测试频率，重复以上操作。端口1输入功率（dBm）-21.11端口3输入功率（dBm）-30.74-31.42-32.48耦合度（dB）10.6910.3110.22设端口1输入功率为P1,端口3输入功率为P3 ，则耦合度L应该为L= P1/P3 ; 转换为dB 值即为 L（dB）=10lgL = 10lg P1 - 10lg P3 。根据推导出来的公式和测量数据，可以计算相应的耦合度为： 30.74-20.05=10.69 ； 900MHz: 31.42-21.11=10.31 ； 32.48

12、-22.26=10.22 ；2.插入损耗测量 （1）按照如图所示连接测试系统：（2）设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号；（3）将输入和输出电缆短接，用频谱分析仪测量定向耦合器输入端口的输入信号电平，记录测试数据；（4）接入被测定向耦合器，用频谱分析仪测量定向耦合器输出端口的输出信号电平，计算定向耦合器额插入损耗和传输损耗，记录数据；（5）改变测试频率，重复以上操作。耦合度（dB）/耦合损耗（dB）端口2输入功率（dBm）-54.42-55.28-57.47插入损耗（dB）34.3734.1735.20传输损耗（dB）23.6820.9624.99设端口1输入功率为P1,端口2输入

13、功率为P2 ，则插入损耗IL应为： IL= -10lgP2/P1 = -10lg P2 + 10lg P1 。则相应的插入损耗计算如下：850MHz：54.42-20.05=34.37 ; 900MHz：55.28-21.11=34.17 ；950MHz：57.46-22.26=35.20 ；传输损耗 TL 应该为 ：TL = -10lgP3/P2= 10lg P2-10lg P3 。则相应的传输损耗计算如下：54.52-30.74=23.68 ;55.28-31.42=20.96 ；57.47-32.48=24.99 ；3定向耦合器的隔离度测量（1）按照下图连接测试系统：（3）将输入和输出电

14、缆短接，用频谱分析仪测量并记录定向耦合端口的输入信号电平，记录测量数据；（4）接入被测定向耦合器，用频谱分析仪测量定向耦合器输出端口的输出信号电平，计算端口隔离度，记录测量数据；耦合端口3输入功率（dBm）输入端口2输出功率（dBm）-37.43-38.40-37.612、3端口隔离度（dB）17.3817.2915.35隔离度的计算公式如下：D=10lgP3/P2=10lgP3-10lgP2;因此相应频率的隔离度的计算如下：37.43-20.05=17.38 ；38.40-21.11=17.29 ；37.61-22.26=15.35 ；4.幅频特性测量（1）设置微波信号发生器输出指定频率和功

15、率的单载波信号；（2）将输入和输出电缆短接，用频谱分析仪测量并记录衰减器的输入信号电平；（3）接入被测定向耦合器，设置频谱分析引的中心频率为指定频率，设置合适的扫描带宽，适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置；（4）设置频谱分析仪的轨迹为最大值保持功能；（5）按照一定的步进，用手动旋钮在指定的频率围调整微波信号发生器的输出频率，在频谱分析仪上显示出幅频特性曲线；（6）根据频谱分析仪显示的幅频特性曲线，测量并计算衰减器在指定频带的耦合度的最小值和幅频特性，记录测量数据。输入功率（dBm）最高功率（dBm）耦合度最小值（dBm）幅频特性（dBp-p/带宽）-33.73-53.780.69/40=

16、0.01725-32.80-53.910.57/40=0.01425-33.07-55.335.实验总结：这次实验的项目比较多，要测量的数据也比较多，但是都比较简单，关键的就是要能够熟练的运用频谱分析仪，因为基本上所有的测量都要依靠频谱分析仪来进行测量。本次实验主要考验了我们对微波器件的理解，将理论向实践的转换。同时本次实验锻炼了我们对数据处理的能力，更加深入了解了衰减器的特性。5.3.4滤波器的特性及其测量1. 实验容及步骤传输特性的测量按照图1所示连接测试系统图1 滤波器的传输特性测量设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz、-20dBm）.将输入和输出电缆短接。用

17、频谱分析仪测量衰减器的输入信号电平。接入被测滤波器。设置频谱分析仪的中心频率为指定频率（如880MHz），设置合适的扫描带宽（如80MHz），适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置。按照一定的步进（如1MHz），用手动旋钮在指定的频率围（如840920MHz）调整微波信号发生器的输出频率，在频谱分析仪上观察扫描带宽是否合适，根据观测结果适当调整频谱分析仪的扫描线。设置频谱分析仪的轨迹为最大值保持功能（TraceTrace TypeMax Hold）。按照一定的步进（如0.1MHz），用手动旋钮在指定的频率围（如830870MHz）调整微波信号发生器的输出频率，在频谱分析仪上观察扫描带宽是否合

18、适，根据观测结果适当调整频谱分析仪的扫描线。根据频谱分析仪显示的幅频特性曲线，测量并计算滤波器的中心频率、3db带宽、插入损耗、带波动。裙带带宽、带外抑制度等指标，测量数据记录在数据表格中。将滤波器的输入和输出端口互换、重复上述测量。观察幅频特性曲线的变化并进行分析。下图为带通滤波器的幅频特性曲线图2 带通滤波器的幅频特性曲线实验数据及分析：中心频率（MHz）3dB带宽（MHz）带波动（dBp-p）裙带带宽（MHz）带外抑制度（dB）877.7553.2523.153.7810426.87877.2352.2523.131.859927.213 实验总结经过本次实验我们组更加熟悉了滤波器的特性，同时也能够更好的使用频谱分析仪，在理论知识得到巩固的同时增长了动手的能力，让我们受益匪浅。同时在实验中我们克服了很多困难，共同合作，相互帮助，让我们对微波器件有了更加深入的了解。其实本次实验对我们来说还是相对较为简单的，很快就将数据测出来了，但是做完实验还没有完，对实验容和数据进行更深入的探讨才是真正了解了实验，因此每一次写实验报告都让我受益匪浅。