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频谱仪在分析无线电干扰中的应用.pdf

频谱仪在分析无线电干扰中的应用.pdf

上传者: xl46512 2012-05-08 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《频谱仪在分析无线电干扰中的应用pdf》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含申浩张旭东在分析无线电干扰中的应用频谱仪是一种将信号电压幅度随频率变化的规律予以显示的仪器。频谱仪在电磁兼容分析方面有着广泛的应用它能够在扫描范围内符等。

申浩张旭东在分析无线电干扰中的应用频谱仪是一种将信号电压幅度随频率变化的规律予以显示的仪器。频谱仪在电磁兼容分析方面有着广泛的应用它能够在扫描范围内精确地测量和显示各个频率上的信号特征使我们能够“看到”电信号从而为分析电信号带来方便。频谱仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机它的原理图如图所示。图频谱分析仪的原理框图频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频当混频的频率等于中频时这个信号可以通过中频放大器被放大后进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度将不同频率上信号的幅度记录下来就得到了被测信号的频谱。进行干扰分析时根据这个频谱就能够知道被测设备或空中电波是否有超过标准规定的干扰信号以及干扰信号的发射特征。要进行深入的干扰分析必须熟练地操作频谱分析仪关键是掌握各个参数的物理意义和设置要求。()频率扫描范围通过调整扫描频率范围可以对所要研究的频率成分进行细致的观察。扫描频率范围越宽则扫描一遍所需要时间越长频谱上各点的测量精度越低因此在可能的情况下尽量使用较小的频率范围。在设置这个参数时可以通过设置扫描开始频率万方数据和终止频率来确定例如:startfrequency=MHzstopfrequency=MHz也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定例如:centerfrequency=MHzspan=MHz。这两种设置的结果是一样的。Span越小光标读出信号频率的精度就越高。一般扫描范围是根据被观测的信号频谱宽度或信道间隔来选择。如分析一个正弦波则扫描范围应大于f(f为调制信号的频率)若要观测有无二次谐波的调制边带则应大于f.()中频分辨率带宽频谱分析仪的中频带宽决定了仪器的选择性和扫描时间。调整分辨带宽可以达到两个目的一个是提高仪器的选择性以便对频率相距很近的两个信号进行区别若有两个频率成分同时落在中放通频带内则频谱仪不能区分两个频率成分所以中放通频带越窄则频谱仪的选择性越好。另一个目的是提高仪器的灵敏度。因为任何电路都有热噪声这些噪声会将微弱信号淹没而使仪器无法观察微弱信号。噪声的幅度与仪器的通频带宽成正比带宽越宽则噪声越大。因此减小仪器的分辨带宽可以减小仪器本身的噪声从而增强对微弱信号的检测能力。根据实际经验在测量信号功率时一股来说分辨率带宽RBW宜为扫描宽度的%一%即可保证测量精度。分辨带觅一股以dB带宽来表示。当分辨带宽变化时屏幕上显示的信号幅度可能会发变化。这是因为当带宽增加时若测量信号的带宽大于通频带带宽由于通过中频放大器的信号总能量增加显示幅度会有所增加。若测量信号的带宽小于通频带宽如对于单根谱线的信号则不管分辨带宽怎样变化显示信号的幅度都不会发生变化。信号带宽超过中频带宽的信号称为宽带信号信号带宽小于中频带宽的信号称为窄带信号。根据信号是宽带信号还是窄带信号能够有效地确定干扰源。()扫描时间仪器接收的信号从扫描频率范围的最低端扫描到最高湍所使用的时间叫做扫描时间。扫描时间与扫描频率范围是相匹配的。如果扫描时间过短测量到的信号幅度比实际的信号幅度要小。对长发干扰应设置较长的扫描时问以便精确测量干扰幅度对随机干扰则扫描时间可以设得较短以便迅速捕捉干扰。()视频带宽视频带宽VBW是中频检波器后的低通滤波器(称为视频滤波器)的带宽。视频滤波器可以对噪声起平滑作用便于在噪声中测试微弱信号所以我们只在测试微弱信号时调整视频带宽的大小以便观察与噪声电平很接近的信号。调整视频带宽不影响频谱仪的分辨率。()同频干扰的分析凡由其他信号源发送出来与有用信号的频率相同并以同样的方法进入收信机中频通带的干扰都称为同频干扰。由于同频干扰信号与有用信号同样被放大、检波那么接收机将不能区分有用信号和干扰信号其结果是有用信号和干扰信号同时播放出来。同频干扰包括同频失真干扰和同频阻塞干扰。同频失真干扰。当两个信号的调制度不同时会引起失真干扰当两个信号存在相位差时也会引起失真干扰。同频阻塞干扰。干扰信号越大接受机的输出信噪比越小。当干扰信号足够大些可造成接收机的阻塞干扰。一些违章使用电台的、私自使用频率的、有意或无意使用与合法电台相同的频率的会对合法无线电台造成同频干扰这是同频干扰产生的主要原因。频谱仪分析同频干扰一般有两种方法一是设置音频解调功能通过分析干扰话音信号判断干扰源。如:大功率无绳电话对航空频率的干扰我们分析话音信号并辅以DTMF解码器就可以初步判断大功率无绳电话所在的位置。二是分析干扰信号的频谱特征通过这些特征判断是哪类设备产生的干扰。不同的发射设备有自己典型的频谱特征例如根据傅立叶变换周期性信号是单根谱线、寻呼台信号是双峰波形、CDMA扩频通信是一段连续频谱等等。为便于观察当存在同频干扰时要关掉有用信号发射机在同一频点上的干扰信号的特征将在频谱仪上完全显露无余据此即可进行分析判断。()邻频干扰的分析凡是在收信机射频通带内或通带附近的信号经变频后落人中频通带内所造成的干扰称为邻频干扰。这种干扰会使接受机信噪比下降灵敏度降低强干扰信号可使接受机出现阻塞干扰。这种干扰大部分是由于无线电设备的技术指标不符合国家标准造成的主要是频率稳定度太差或调制度过大造成发射频谱过宽从而干扰相邻频道。根据频谱仪的测试原理为了提高频谱仪的选择性测量邻频干扰尤其要注意设置较小的分辨率带宽过宽的分辨率带宽会矧”嗣万方数据使得有用信号和邻频干扰信号同时进入中频带而不能加以区分。例如超短波频段频率间隔为kHz甚至是.kHz所以分辨率带宽应设在ikHz以下。()带外干扰的分析发信机的杂散发射、带外发射或接收机的杂散响应产生的干扰称为带外干扰。杂散发射干扰尤以谐波干扰为最。在超短波频段移动通信设备尤其是基站的发信机电路设计上大都采用倍频器电路进行倍频以产生更高的频率由倍频器及倍频放大器的非线形作用会产生大量的谐波谐波频率为主频的I倍、倍、倍。谐波的产生不可避免对此一般发射机中都设计了专门的倍频滤波回路会将这些谐波予以有效的抑制。可如果滤波性能欠佳某些超过国家标准值的谐波就会随同主频一起放大并辐射出去干扰在相应频率上工作的非通信对象的其他接受机。测量谐波干扰主要是测量基波信号的二倍频、三倍频等是否超过国家标准。例如:按照有关规定在VHF/uHF频段谐波分量应小于基波~dB。频谱仪一般有较大的动态范围在其动态范围内可以同时测得基波和谐波某些频谱仪还有谐波测量功能可以直接读取谐波的绝对值和相对值。应用频谱仪进行谐波干扰测量时特别要注意基波信号的强度。若被测基波信号过强则必须在频谱仪的射频输入端加衰减器防止基波信号f的幅度超过频谱仪的输入限值但是这也会降低二次谐波f和三次谐波f的幅度甚至使得谐波淹没于噪声之中从而加大测试难度。为解决这一矛盾我们可以应用如下网络进行测试:叶发射机衰减器'滤波器频谱仪测试网络中的衰减器不宜过大否则有可能使谐波信号难以测出。测试网络中的谐波测量滤波器要求对基波有dB以上的衰减而对二次、三次谐波衰减小于dB这样才能满足测量要求。()互调干扰的分析。所谓互调是指两个或多个信号在收、发信机的非线性电路或传播媒质中相互作用将产生新的频率分量的过程。互调现象很容易产生干扰这种干扰称为互调干扰。在非线性电路中互调产物的频潜分量如下式表示:fo=pf.qfrf:I。式中P、q、r为正或负的整数或零f.、f、、f为不|古J发射机的频率lpllqllrl.的和称为互调的阶次。从上式我们不难发现互调产物是多个频率的组合其中存在可能与有用信号频率相接近的频率从而引起干扰。在实践中我们发现较严重的通常是三阶互调干扰。三阶互调干扰又包括三信号三阶互调干扰。其表达式是:fo=flf!一f和二信号三阶互调干扰其表达式是:f,yf一f或f:f.f。在调频系统中当基波频率在非线性器件中出现倍频现象时调制频偏也会相应倍增并且是可以听见的。同时接收机输出端的调制声也会增加。如果在频谱仪的音频输出端听到了瓦调fo=f.一f则f.的调制声将会比f大这种情况下若f的调制频偏是kHz则互调产物中f.的调制频偏将会是kHz。按照典型陆地移动系统其最大调制频率是kHz那么根据必要带宽的计算公式:Bn=MDK式中:B=必要带宽(kHz)M=最大调制(kHz)D峰值频偏(kHz)K=可得其互调产物的必要带宽:BnlKHZ根据上述分析互调产物的典型特征是有较宽的频带并且可以听到较强的话音输出。应用频谱仪分析干扰信号时抓住这些特征可以帮助我frl笋JJ断互调干扰。产生互调干扰的主要原因有:两部或多部发信机置于一处、发射天线水平间距或垂直间距不够、多信道共用系统基站、集中发射台的天线共用器的隔离度不良等这些原因郜有可能造成信号通过天线或其他途径侵入另一部发信机。生锈的围栏、房顶等也可能造成互调。当无线发射功率很大时生锈的白铁皮房顶或围栏生锈部分将起到非线性二极管的作用这种互调干扰会因天气状况而异风会把金属生锈部分压在一起或分开雨则改变铁锈特性。此外天线或连接器连接不好也可能产生互调。有时即使同轴电缆或天线本身一点{LOJ,自腐蚀也会产生问题尽管还不足以引起信号丢失或VSWR问题但腐蚀会像一个品质很差的二极管一样造成细微互调。如果附近有几个大功率发射器那么产生的互调会强到足以干扰移动手机与基站之间的微弱通信信号。万方数据频谱仪在分析无线电干扰中的应用作者:申浩张旭东作者单位:刊名:中国无线电英文刊名:CHINARADIO年卷(期):""()被引用次数:次引证文献(条)刘红梅王春芳频谱仪参数分析及在电视会商系统中的应用期刊论文气象科技(z)本文链接:http:dwanfangdatacomcnPeriodicalzgwxdaspx授权使用:青岛理工大学(qdlgdx)授权号:dcafcaefbb下载时间:年月日

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