工信部無2016379號-12 無線電信號帶寬測量方法

1、 無線電信號帶寬測量方法 目 錄1范圍. 32規(guī)范性引用文件. 33術(shù)語和定義. 33.1占用帶寬 . 33.2 “x-dB”帶寬. 34 測試儀器及要求. 44.1 測試儀器. 44.2 測試儀器主要要求. 45基本測量方法. 55.1 測量準(zhǔn)備工作. 55.2 測量方法選擇. 55.3 %占用帶寬法測量信號帶寬. 55.4 “x-dB”方法測量帶寬的方法. 76.特殊情況下信號帶寬測量. 86.1 提高信噪比的方法. 86.2 有干擾影響的測量. 86.3 “6-dB”帶寬法測量. 10附錄A. 11附錄B. 13附錄C. 14 無線電信號帶寬測量方法1范圍本規(guī)范規(guī)定了無線電信號帶寬的測量

2、方法，包括無線電信號帶寬的定義、對測試設(shè)備的要求、基本的測量方法以及特殊情況下的測試方法等。本規(guī)范適用于無線電信號帶寬的測量，同時可為無線電發(fā)射設(shè)備的生產(chǎn)、使用單位以及有關(guān)無線電管理部門對無線電信號帶寬測量提供技術(shù)依據(jù)。2規(guī)范性引用文件GB/T 15541-1995 發(fā)射頻率的測量方法GB/T 13622-2012 無線電管理術(shù)語3術(shù)語和定義3.1占用帶寬在它的頻率下限之下或頻率上限之上所發(fā)射的平均功率各等于某一給定發(fā)射的總平均功率的規(guī)定百分?jǐn)?shù)/2，頻率上、下限的差值叫占用帶寬。如圖1所示。/2的值應(yīng)取0.5%。占用帶寬的測量方法，即是本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的無線電信號帶寬的測量方法。圖1 占用帶寬的定義

3、3.2 “x-dB”帶寬指頻帶的寬度使得在其上限和下限之外任何離散頻譜分量或連續(xù)頻譜功率密度至少比 預(yù)先設(shè)定的參考零電平低xdB。如圖2。圖2 “X-dB”帶寬的定義4 測試儀器及要求4.1 測試儀器頻譜分析儀或者監(jiān)測接收機(jī)。在某些對帶寬精度要求不高的情況下，可以使用帶中頻頻譜顯示功能的接收機(jī)。4.2 測試儀器主要要求a) 頻率：調(diào)諧分辨率：1Hz；頻率誤差：0.5ppm(每年)；b) 掃頻寬度（SPAN）：最大值應(yīng)大于被測信號帶寬的2倍；c) 分辨率帶寬(RBW)：RBW設(shè)置分辨率：10 Hz；d) 頻譜純度：顯示平均噪聲電平DNAL（前置放大器開）：-150 dBm，10 Hz RBW；相

4、噪(整個工作頻率范圍)：-120 dBc/Hz 10 kHz 偏置；e) 頻譜顯示幅度與精度：頻譜顯示動態(tài)范圍：60 dB；絕對功率誤差：2dB；f) 顯示模式 正常（Noraml），最大保持（Max Hold），清除（Clear Write）g) 天線輸入阻抗輸入阻抗為50標(biāo)稱值；典型的電壓駐波比（VSWR）:100MHz以下（VSWR）小于3:1，100MHz以上（VSWR）小于2.5:1；5基本測量方法5.1 測量準(zhǔn)備工作a) 查看測量儀器說明書，了解其性能指標(biāo)，明確儀器設(shè)備能測量信號的信號類型、頻率范圍等；b) 檢查測量儀器是否工作正常，對需要校準(zhǔn)的儀器進(jìn)行校準(zhǔn)：有自動校準(zhǔn)功能的儀器可

5、以利用儀器自動校準(zhǔn)；沒有自動校準(zhǔn)功能的，要手動校準(zhǔn)；c) 在對信號進(jìn)行精確測量前，開機(jī)后應(yīng)預(yù)熱30分鐘；d) 某些儀器需要設(shè)置需要測量的信號類型和信號標(biāo)準(zhǔn)，測量前一般要添加并啟用；e) 在測量信號帶寬的時候應(yīng)采用高方向性和高前后比的定向天線，以最大限度地降低多路徑衰落效應(yīng)的影響；f) 對于配套天線可以轉(zhuǎn)動的移動或便攜式測量儀器，在測量信號前要旋轉(zhuǎn)天線，確保天線對準(zhǔn)接收信號電平最大時的方向；在測量過程中要固定好天線。5.2 測量方法選擇對于一般信號測量，用%占用帶寬法測量信號帶寬。在下列情況下，不可以采用 %的方法直接測量占用帶寬：a) 帶內(nèi)干擾電平高于有用信號的電平；b) 沒有能夠采用%方法的

6、合適設(shè)備。在這種情況下，可以采用“x-dB”方法來估算占用帶寬。如果出現(xiàn)沖擊性干擾（例如，點火源產(chǎn)生的干擾）、附近有干擾或者噪聲影響的情況等，請參考“6特殊情況下信號帶寬測量”。5.3 %占用帶寬法測量信號帶寬由于信號本身的特性，用儀器（頻譜分析儀或者監(jiān)測接收機(jī)）測量模擬信號和數(shù)字信號帶寬的方法是不同的。5.3.1 測量模擬信號帶寬方法 a) 估測信號的中心頻率；將儀器調(diào)諧到待測量信號的中心頻率；b) 調(diào)整好信號的動態(tài)顯示范圍；調(diào)整電平/衰減，使信噪比大于26dB；c) 根據(jù)帶寬估值設(shè)置儀器的相關(guān)參數(shù)：1) SPAN的設(shè)置：SPAN應(yīng)設(shè)置為帶寬估值的1.5-2倍。2) 分辨率帶寬的設(shè)置：分辨率

7、帶寬設(shè)置要小于估算帶寬的10%。3) 視頻帶寬設(shè)置：視頻帶寬設(shè)置為分辨率帶寬的3倍左右。4) 檢測器的設(shè)置：峰值或采樣值。5) 掃描時間的設(shè)置：掃描時間與分辨率帶寬、視頻帶寬、SPAN 的設(shè)置相互關(guān)聯(lián)，把掃描時間設(shè)為設(shè)備自動選擇。測量時掃頻寬度內(nèi)不能看到干擾信號。因為干擾信號可能被視為有用信號的一部分，從而導(dǎo)致較高的測量誤差。測試過程中，掃頻帶寬內(nèi)若出現(xiàn)大的瞬間干擾信號需要重新測量，否則得到的結(jié)果將不準(zhǔn)確。d) 開啟儀器的最大保持功能；e) 在“占用帶寬”測量選項中選擇儀器的 99%能量測量進(jìn)行帶寬測量。測量時間大約5-6分鐘（或者測量次數(shù)選擇400次左右），待數(shù)據(jù)值穩(wěn)定后再讀取數(shù)值；f) 讀

8、取并記錄帶寬值，見附錄A。5.3.2 使用儀器測量數(shù)字信號帶寬方法a) 估測信號的中心頻率，將儀器調(diào)諧到待測量信號的中心頻率；b) 調(diào)整好信號的動態(tài)顯示范圍；調(diào)整電平/衰減，使信噪比大于26dB；c) 根據(jù)帶寬估值設(shè)置儀器的相關(guān)參數(shù)：1) SPAN的設(shè)置：SPAN應(yīng)設(shè)置為帶寬估值的1.5-2倍。2) 分辨率帶寬的設(shè)置：分辨率帶寬設(shè)置要小于估算帶寬的10%。3) 視頻帶寬設(shè)置：視頻帶寬設(shè)置為分辨率帶寬的3倍左右。4) 檢測器的設(shè)置：峰值或采樣值。5) 掃描時間的設(shè)置： 掃描時間與分辨率帶寬、視頻帶寬、SPAN 的設(shè)置相互關(guān)聯(lián)，把掃描時間設(shè)為設(shè)備自動選擇。d) 按下儀器面板上的觸發(fā)（Trigger

9、）鍵，選擇“連續(xù)測量（Continuous）”；e) 在“占用帶寬”測量選項中選擇儀器的99%能量測量進(jìn)行帶寬測量。測量時間大約56分鐘（或者測量次數(shù)選擇400次左右），待數(shù)據(jù)值穩(wěn)定后再讀取數(shù)值；f) 讀取并記錄帶寬值，見附錄A。5.5.3無上述參數(shù)設(shè)置的儀器如果某些接收機(jī)沒有或者部分沒有上述參數(shù)設(shè)置和選項，并且自帶 %法測量功能，能設(shè)置的參數(shù)按照5.3.1或5.3.2設(shè)置，不能設(shè)置的儀器參數(shù)可以設(shè)置成設(shè)備默認(rèn)的，或者設(shè)備自動選擇。5.4 “x-dB”方法測量帶寬的方法利用“x-dB”方法測量信號帶寬分為利用儀器（頻譜分析儀或監(jiān)測接收器）自帶測量功能測量和手動測量。在測量中要先估測信號中心頻率

10、和選取參考零電平。零電平的選取請參見附錄B，x-dB的“x”值的選取請參考附錄C。5.4.1 儀器自帶測量功能的測量方法a) 估測信號的中心頻率，將儀器調(diào)諧到待測量信號的中心頻率；b) 調(diào)整好信號的動態(tài)顯示范圍；c) 確定信號的零參考電平，按“峰值搜索（PeakSearch）”鍵，找到最大電平值Marker點（即零參考電平）；d) 根據(jù)帶寬估值設(shè)置儀器的相關(guān)參數(shù)：1) SPAN的設(shè)置：SPAN應(yīng)設(shè)置為帶寬估值的1.5-2倍。2) 分辨率帶寬的設(shè)置：分辨率帶寬設(shè)置要小于估算帶寬的10%。3) 視頻帶寬設(shè)置：視頻帶寬設(shè)置為分辨率帶寬的3倍左右。4) 掃描時間的設(shè)置：把掃描時間設(shè)為設(shè)備自動選擇。5)

11、 檢測器的設(shè)置：采用峰值檢波器。e) 開啟設(shè)備的最大保持功能；f) 在“發(fā)射帶寬”測量選項中設(shè)置合適的“x-dB”值； g) 測量時間大約56分鐘，等待信號的最大保持頻譜圖趨于穩(wěn)定；h) 讀取并記錄帶寬值，見附錄A。5.4.2 手動測量的方法a) 估測信號的中心頻率，將儀器調(diào)諧到待測量信號的中心頻率；b) 調(diào)整好信號的動態(tài)顯示范圍；c) 根據(jù)帶寬估值設(shè)置儀器的相關(guān)參數(shù)：1) SPAN的設(shè)置：SPAN應(yīng)設(shè)置為帶寬估值的1.5-2倍。2) 分辨率帶寬的設(shè)置：分辨率帶寬設(shè)置一般要小于估算帶寬的10%。3) 視頻帶寬設(shè)置：視頻帶寬一般設(shè)置為分辨率帶寬的3倍左右。4) 掃描時間的設(shè)置：把掃描時間設(shè)為設(shè)備

12、自動選擇。5) 檢測器的設(shè)置：采用峰值檢波器。d) 開啟設(shè)備的最大保持功能；e) 測量時間應(yīng)56分鐘，等待信號的最大保持頻譜圖趨于穩(wěn)定；f) 確定信號的零參考電平；g) 再將mark相對零參考電平下調(diào)xdB，找出邊帶兩邊下調(diào)xdB處的頻率fl、fh，信號的帶寬值即為fl與 fh之間的頻率差值，結(jié)果記錄見附錄A。5.4.3 利用具有中頻頻譜顯示功能的接收機(jī)測量信號帶寬的方法如果沒有可以采用%方法測量的設(shè)備，或者可以粗略估算信號帶寬的情況下，可以采用具有中頻頻譜顯示功能的接收機(jī)，通過“x-dB”的方法進(jìn)行測量，方法同5.4.2。6.特殊情況下信號帶寬測量6.1 提高信噪比的方法測量信號帶寬一般默認(rèn)

13、開場情況下，發(fā)射和接收天線距離在可接受的范圍內(nèi)，此時信號的零參考電平和底噪之間的差值一般大于26dB。如果差值小于26dB或者信噪比不高的情況下，必須改善接收信號質(zhì)量，提高信噪比?？梢酝ㄟ^增加外置放大器或者盡可能靠近發(fā)射機(jī)的方式提高信噪比。6.2 有干擾影響的測量 如果干擾信號與有用信號的帶寬相比很窄，同時如果干擾頻率不在“x-dB”的一點上，可以允許掃頻寬度內(nèi)的干擾信號，它不會對測量結(jié)果造成影響。有些情況下，可以在出現(xiàn)干擾且其電平超過“x-dB”測量電平值時來估算“x-dB”帶寬值。如圖 3 所示，當(dāng)所考慮的發(fā)射頻譜每一邊的“x-dB”帶寬邊界未被干擾（頻譜 1 和 2）掩蔽，則測量該具體頻

14、譜的帶寬，不考慮干擾頻譜。如圖3所示的情況下，“x-dB”帶寬 ox等于 m，而非B。即使如圖 4 所示，一個“x-dB”帶寬邊界被干擾頻譜掩蔽（頻譜 3），且有用信號的頻譜為對稱頻譜，依然可以按照頻譜寬度的一半來估算帶寬值，即 ox=2k。實際測量中 k就是中心頻點f0 和上（下）xdB邊頻點fl（fh）的差的絕對值。圖3 干擾情況下的帶寬測量 圖4 用半頻譜測量帶寬6.3 “6-dB”帶寬法測量經(jīng)過6.1和6.2的方法，如果被測信號的信噪比值仍不滿足附錄C中x的取值要求，規(guī)定測量6-dB帶寬（即x值取6）。被測信號信噪比小于6dB，由于信號太弱，不對其帶寬作測量。 附錄A無線電信號帶寬測試

15、數(shù)據(jù)記錄表測試時間測試日期測試地點溫度()經(jīng)度相對濕度（%RH）緯度測量人員校對人員備注中心信號類型信噪比SPANRBWVBW占用x-dB 帶寬測試設(shè)備 設(shè)備型號序號頻率(MHz)(dB)（kHz）（kHz）（kHz）帶寬（kHz） (x= )填表說明： SPAN、RBW 和 VBW 記錄儀器設(shè)置的參數(shù)。如果是%法測量，占用帶寬欄填寫數(shù)值，x-dB 帶寬欄填寫“-”；如果“x-dB”法測量，占用帶寬與x-dB帶寬欄都要填寫。測量結(jié)果單位為kHz，小數(shù)點后保留2位數(shù)字。 每個信號測試結(jié)果以圖片附件的形式保存一張讀數(shù)時的頻譜圖。 A附錄B參考零電平的選取使用“x-dB”法時，參考零電平的選擇方法：

16、a) 頻率調(diào)制（廣播）信號的參考零電平參考電平（0dB）代表發(fā)射的峰值，因為載波幅度隨調(diào)制信號而變化，進(jìn)行帶寬測量時需要的參考電平對于頻率調(diào)制的發(fā)射有時難以確定。在有些無線電系統(tǒng)中，調(diào)制是連續(xù)的，很少允許發(fā)射機(jī)的全部功率回到載波頻率，這樣參考電平就可以建立了。然而，F(xiàn)M 調(diào)制的總發(fā)射功率是一個常數(shù)，因此參考零電平可以通過選擇接收機(jī)帶寬使其包含整個信號，同時測量接收機(jī)調(diào)諧到被測信號的中心頻率進(jìn)行測量。要注意選擇接收帶寬時不要包括鄰近的發(fā)射。對于下面的b）和c）“x-dB”點的測量，為了達(dá)到足夠的分辨率，接收機(jī)帶寬不得不減小，但它至少要達(dá)到最高調(diào)制頻率。b) 幅度調(diào)制信號的參考零電平上述 a）確定

17、參考電平（0dB）的方法也可以用于幅度調(diào)制和脈沖調(diào)制信號的“x-dB”帶寬的測量。幅度調(diào)制信號（如廣播發(fā)射）通常是以最高調(diào)制音頻為帶寬的。在這種情況下，當(dāng)使用大的測量帶寬時，由于分辨率減小，上述的對實際“x-dB”點的測量來說所需要的最小接收機(jī)帶寬可能會不夠準(zhǔn)確。為了克服這一問題，AM信號可以使用較小的分辨率帶寬進(jìn)行測量。然而，對于這種測量來說，頻譜分析儀有必要按照下面所述的方法建立0dB參考電平：用所需要的窄的分辨率帶寬，使用最大保持功能將頻譜記錄下來，將邊帶中頻譜的最大值作為參考電平，不考慮在中心顯示的單個峰值的載波電平。c) 數(shù)字調(diào)制信號的參考零電平數(shù)字調(diào)制信號的帶寬通常高于獲得適當(dāng)分辨

18、率的已記錄頻譜所需的測量帶寬。然而，因為數(shù)字信號是類似噪聲的，由窄的測量濾波器所造成的電平降低在整個發(fā)射頻譜的頻點上都相同。因此，將參考零電平設(shè)置為記錄或掃描頻譜時顯示的最大電平，然后必須以相同的測量帶寬進(jìn)行“x-dB”點的測量。如果測量的目標(biāo)是證明它是否符合頻譜模板的限制條件，在執(zhí)行測量時必須使用分辨率帶寬來定義頻譜模板。然而如果這些頻譜模板與整個發(fā)射功率有關(guān)，該電平首先應(yīng)使用足夠捕獲整個信號的接收帶寬進(jìn)行測量。當(dāng)減少帶寬以記錄頻譜形狀時，應(yīng)考慮被測電平最大的下降情況。 附錄C不同信號的“x-dB”參考值發(fā)射等級為估算占用帶寬而測量“x-dB”帶寬時應(yīng)使用的說明（見無線電規(guī)則附“ x-dB ”值錄1）A1AA1B-353032(1)3%（所有的脈沖形狀）(1) 3%（所有的脈沖形狀）A2AA2B調(diào)制深度在80%到90%之間A3EB8EF1B352625調(diào)制指數(shù)2m24調(diào)制指數(shù)0.4m24F3C2526