2023年微波测量实验报告一

近代微波测量实验报告一姓名:学号：学院:时间：年月一实验名称频谱仪的使用及VCO测量二实验目的了解频谱仪原理,熟悉频谱仪的参数设立及使用方法;掌握信号频率、功率、相位噪声和谐波的测试方法。三实验内容点频信号测试测试信号源输出点频信号1GHz的二次和三次谐波克制比(输出功率分别为-2０dBｍ和２0dＢｍ),测试信号的相噪(@１０ＫＨｚ、＠100ＫHz、@1MHz)，考察仪器分辨力带宽、视频带宽等设立对测试结果的影响;ＶCＯ测试测试VＣＯ的输出频率范围、输出功率（涉及相应的控制电压)，测试某频率点的相噪（@1MHz）和二次、三次谐波克制比。四实验器材RＳ公司SMBV信号源、FＳL6频谱仪、APＳ3００5S直流稳压电源、ＶCO、微波同轴电缆、微波转接头。五实验原理及实验环节相位噪声:在频域内,一个抱负正弦波信号的表现是一个单谱线;实际信号除了主信号之外还涉及一些离散的谱线，它们是随机的幅度和相位的抖动,在正常信号的左右两边以边带调制的形式出现。在频域内信号的所有不稳定度总和表现为载波两侧的噪声边带,边带噪声是一个间接的测量与射频信号功率频谱相关噪声功率的指标。边带噪声可以表述为调频边带噪声和调幅边带噪声。大多数的被相位噪声测试系统测量信号的调幅边带功率相对调频边带功率来说都很小,所以对大多数信号来说测量的边带噪声就是调频边带噪声(即相位噪声也称单边带相位噪声)。它的定义为1Ｈz带宽内相位调制边带的功率和信号总功率的比值,单位为dBc/Hz。在信号频谱分析仪上，边带噪声是相位噪声和幅度噪声的总和,通常当已知调幅噪声远小于相位噪声时(小于10dB以上),在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。实验环节设立矢量信号源，分别产生产生频率为1GＨz，功率为2０dＢm和-２０dBm的正弦信号；连接信号源与频谱仪;设立频谱分析仪,设立中心频率为１GHz,通过调整RｅｓBW和VideoBＷ，显示被测信号；测试在偏离信号10KHz、1０0KHz、1MHz时的相位噪声；调整频谱仪起始、终止频率或带宽使得屏幕足够显示频率为１ＧHz信号的二次和三次谐波;通过Mkｒ键选择Deｌta设立，测量并标示出二次谐波和三次谐波克制比;关闭矢量信号源,连接直流稳压电源、VCO及频谱分析仪；通过调节直流稳压电源的电压大小,在频谱仪上观测信号的频率和输出功率的变化,记录下最大和最小功率，可得VCＯ的输出频率范围；选定频率点：控制电压７．4V,输出功率1４．38dBm,频率１.5028１７GHz，测试该频率点的相噪(@1MHz）和二次、三次谐波克制比。六实验结果点频信号测试数据及图片输入频率输入功率二次谐波克制比三次谐波克制比相位噪声(dBc／Hz）@10KHz@1０ＫHz＠１MＨz1ＧHz20dBm２6.80dBｃ4２.63ｄBc１０１．3７10３.28110.191GHz－20dBm47.27dBc60.6dBc１0２.3７１04.481１5.６7数据图片：输入功率为2０dBm时二次、三次谐波克制比信号的相噪(@１0KHz、＠１00KＨz、@１MHｚ)输入功率为-20ｄBｍ时二次、三次谐波克制比信号的相噪(＠１０ＫHz、@10０KHz、@1MHz）VCO测试数据ＶCO输出频率范围、输出功率控制电压(V)1．0５.05.710.020.0输出频率(ＧHz)３．17０73.２0261.389６1．68３72．2851输出功率（dBｍ)３.４1.6２１4.4７1５.586．9４ﻩ测试得ＶＣＯ输出频率范围为1.3896GHz(5．7Ｖ）~3.170７GHｚ（1.0V）频率点的相噪和谐波克制比选定频率点:控制电压７.4V，输出功率１4.38dBｍ,频率1.502817GHz相位噪声（dBc/Hz）二次谐波克制比（ｄＢｃ)三次谐波克制比(dＢc)99.041２.192４．54七讨论频谱仪的RBW、VBW、ATT对仪器显示的噪声电平、扫描时间等有什么影响?答：a)RBW(分辨率带宽) 在频谱分析仪中，频率分辨率是一个非常重要的概念。它是由中频滤波器的带宽所决定的。通常情况下，RBW等于被测频谱带宽,但为了提高测量精确性、灵敏度和效率,RBW也可以不同于频谱带宽。ＲBW太大将淹没杂散信号；ＲBW太小则导致扫描时间太长。b）VBＷ(视频带宽)VBＷ反映的是频谱分析仪接受机中位于包络检波器之后的视频滤波器的带宽。改变VＢW的设立,可以减小噪声峰值的变化量,提高较低信噪比信号测量的分辨率和复现率，更容易发现隐藏在噪声中的小信号;在其他设立不改变的情况下，减小VＢW,频谱仪扫描时间会增长，其测试曲线更加光滑。ﻩｃ)ＡTT(衰减器) ﻩ一般地,衰减器有三方面作用：保护频谱仪不受损坏：测量高电平信号时,为了不烧坏频谱分析仪,必须对信号进行衰减。提高测试的准确性:混频器是非线性器件，当输入混频器的信号电平较高时,会产生许多产物，并且电平太高会干扰测试结果,使无互调范围减小；当输入信号电平在混频器1dB压缩点以上时,测试结果将不准确。提高频谱仪动态