测量装置

详解脉冲信号原理与测量

发布时间:2025/5/27 11:38:57   
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以下介绍的脉冲调制信号主要指周期脉冲调制信号的分析与测量,对于非周期的脉冲调制信号的分析与测量不在本文赘述。

前言

脉冲调制技术在雷达、电子战和数字通信系统中应用十分广泛,与连续波信号相比,脉冲信号的测量更为困难。表征脉冲调制信号的主要参数有:脉冲宽度、脉冲周期、脉冲重复频率,峰值功率和平均功率等。

在时域里,用示波器很容易观察脉冲调制信号,测量脉冲的上升时间和下降时间;但相比较而言,信号分析仪具有更大的动态范围。随着现代数字处理技术的广泛应用,信号分析仪亦大面积用于脉冲调制信号的频谱测量。

测试脉冲调制信号,可以使用普尚信号分析仪的ZeroSpan和脉冲分析选件,合理设置信号分析仪的分辨率带宽(RBW)、扫频宽度(span)、扫描时间(sweeptime)等,是获得真实脉冲信号的关键。

脉冲信号测量原理

1.1脉冲调制信号分析与测量

信号分析仪只能测量幅度信息,而不能测量相位信息,因此信号分析仪观察的脉冲调制信号频谱全部是正向的。采样信号分析仪测量脉冲射频信号时,选择不同的分辨率带宽,将显示不同的频谱。当采用窄的分辨带宽时,显示频谱呈现离散的谱线;当采用宽的分辨带宽时,这些谱线便融合在一起,频谱呈连续状。利用线状谱和脉冲谱的频谱特性,可以测量脉冲调制参数。

1.1.1线状谱

当信号分析仪的分辨率带宽足够窄,信号分析仪上将清楚地呈现出每一条谱线,对于线状谱显示的一般要求是:RBW<0.3PRF,其中PRF为脉冲重复周期。

此时,每一个带宽内,只有一根谱线,所显示的结果非常接近于脉冲信号频谱。因此只要不要违背对分辨率带宽的扫描限制,改变扫描时间,谱线之间的间距将不发生变化。利用这一特点,可以方便地计算出脉冲调制信号的PRF和脉宽指标。

例如设置载波信号的频率为1GHz,幅度为0dBm,脉冲波形的脉宽为10us,周期T为us。从理论计算可得:脉冲重复周期PRF=1/T=1/us=10KHz。设置信号分析仪的RBW为1KHz,扫频宽度为KHz,可获得图1这样的线谱图。

从图1可以观察到,谱线间的间隔约为10KHz,所以,PRF=10KHz;频谱包络的第一个零点出现在第10根谱线上,频率间隔约为KHz,有效脉冲宽度S=1/KHz=10us,测量数据与理论数据相比较,误差较小。

图1线状谱

1.1.2脉冲谱

线状谱表征的是脉冲谱单独的谱线。在雷达和通信系统中,只

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