无线通信仪表与测试应用PDF电子书下载

第1章 无线通信系统的测试基础 1

1.1 无线通信系统 1

1.1.1 无线通信的基本概念 1

1.1.2 信号与通信系统概述 2

1.1.3 无线通信系统组成与电波传播 5

1.2 无线通信中的测量量值 8

1.2.1 概述 8

1.2.2 相关量纲单位基础 8

1.2.3 电压dB与功率dB的区别 9

1.2.4 功率与电平 11

1.2.5 衰减和增益的计算 11

1.2.6 分贝与百分比之间的相互转化 12

1.2.7 dB值的计算方法 14

1.2.8 dBμV、dBμVemf与dBm 17

1.2.9 一些参考值 18

1.3 无线通信系统中的测量参数和相关测试仪表 21

1.3.1 信噪比 21

1.3.2 噪声 22

1.3.3 噪声因子和噪声系数 22

1.3.4 相位噪声 23

1.3.5 S参数 24

1.3.6 场强 25

1.3.7 天线增益 26

1.3.8 峰值因子 27

1.3.9 信道功率和邻道功率 28

1.3.10 误差矢量幅度 28

1.3.11 A/D和D/A转换器的动态范围 29

1.3.12 dB(FS) 30

参考文献 30

第2章 信号发生器 31

2.1 信号和信号发生器 31

2.1.1 基带信号发生器和任意波发生器 31

2.1.2 模拟信号发生器和连续波信号 34

2.1.3 矢量调制信号发生器 38

2.1.4 信号发生器使用技巧和注意事项 42

2.1.5 典型信号发生器介绍 47

2.2 有关信号发生器的测试实例 49

2.2.1 产生功率精准、稳定的连续波信号 49

2.2.2 UWB信号发生 51

2.2.3 GPS信号产生 55

2.2.4 建立用于一致性测试的TD-SCDMA信号 58

2.2.5 信号源相位噪声测量 65

参考文献 71

第3章 频谱分析仪 73

3.1 频谱分析仪原理 73

3.1.1 概述 73

3.1.2 快速傅里叶变换分析仪（FFT分析仪） 74

3.1.3 超外差式分析仪 75

3.1.4 实时频谱分析仪 82

3.2 频谱分析仪的典型指标 83

3.2.1 中频滤波器特性 83

3.2.2 相位噪声 84

3.2.3 频谱分析仪的固有噪声 84

3.2.4 频谱分析仪的非线性特性 85

3.2.5 1dB压缩点 85

3.2.6 动态范围 86

3.2.7 频谱测量精度 86

3.2.8 电平测量精度 86

3.3 典型频谱分析仪介绍 87

3.3.1 R＆S公司频谱分析仪 87

3.3.2 安捷伦公司频谱分析仪 88

3.3.3 安立（Anritsu）公司频谱分析仪 89

3.3.4 泰克（Tektronics）公司实时频谱分析仪 90

3.4 频谱分析仪使用注意事项及使用技巧 91

3.4.1 选择合适的分辨力带宽（RBW） 91

3.4.2 提高测量精度 93

3.4.3 优化低电平测量的灵敏度 95

3.4.4 为失真测量优化动态范围 97

3.4.5 识别内部失真成分 99

3.4.6 优化瞬态测量的测量速度 100

3.4.7 选择合适的检波／显示模式 102

3.5 使用频谱分析仪的典型测试实例 104

3.5.1 脉冲信号的测量 104

3.5.2 WCDMA信号的邻道功率测量 109

3.5.3 WCDMA基站发射机的杂散发射（传导）测量 111

参考文献 121

第4章 矢量信号分析方法和仪表 123

4.1 矢量分析方法和矢量误差 123

4.1.1 矢量信号分析的技术背景 123

4.1.2 矢量调制误差的测量原理 124

4.2 使用矢量信号分析仪测量调制误差 127

4.2.1 矢量信号分析仪的结构和使用 127

4.2.2 通过矢量信号分析仪判断调制误差原因 135

4.2.3 典型矢量信号分析仪介绍 143

4.3 使用矢量信号分析仪的测试实例 145

4.3.1 GSM调制信号测试实例 145

4.3.2 EDGE调制信号的测量 148

4.3.3 WCDMA调制信号的测量 150

4.3.4 WiMAX调制信号的测量 154

4.3.5 ZigBee调制信号的测量 157

4.3.6 使用矢量信号分析仪测量AM和PM信号参量 160

参考文献 164

第5章 无线通信综合测试仪 165

5.1 综合测试仪原理 165

5.1.1 引言 165

5.1.2 原理和框图 165

5.2 综合测试仪主要指标介绍 168

5.3 综合测试仪典型仪表介绍 170

5.3.1 典型仪表概述 170

5.3.2 TD-SCDMA终端综合测试仪 172

5.4 典型使用案例 172

5.4.1 使用TD-SCDMA综测仪进行终端射频一致性测试 172

5.4.2 WCDMA手机测试 185

5.4.3 cdma2000 1xEV-DO手机测试 189

参考文献 204

第6章 功率计 205

6.1 概述 205

6.2 功率测量基本概念 205

6.2.1 微波功率的几个不同表达式 205

6.2.2 微波功率的几个不同定义 207

6.3 功率计的基本原理 210

6.3.1 热敏式功率计 210

6.3.2 热偶式功率计 213

6.3.3 二极管式功率计 216

6.4 微波功率计的主要技术指标 220

6.4.1 频率范围 220

6.4.2 功率测量范围 220

6.4.3 参考校准源 221

6.4.4 功率测量线性度 221

6.4.5 功率传感器的阻抗特性 221

6.5 微波功率测量不确定度分析模型 222

6.5.1 失配误差 222

6.5.2 功率灵敏度的不稳定性 224

6.5.3 功率指示器的误差 224

6.6 微波功率计的选择 224

6.6.1 脉冲调制信号 224

6.6.2 AM/FM信号 225

6.6.3 脉冲调制信号 225

6.6.4 互调测试 226

6.7 功率计典型应用 227

6.7.1 校准信号发生器输出功率 227

6.7.2 用脉冲功率传感器和功率计进行WiMAX信号测量 228

6.8 典型功率传感器介绍 230

参考文献 233

第7章 示波器 235

7.1 示波器概述 235

7.1.1 示波器与信号测量 235

7.1.2 模拟示波器和数字示波器 237

7.2 示波器的基本原理 240

7.2.1 数字示波器的采样 240

7.2.2 数字示波器的触发 242

7.3 示波器的配套探头 243

7.3.1 探头和探头附件概述 244

7.3.2 探头使用的注意事项 246

7.4 示波器的指标和典型仪表 250

7.4.1 示波器的指标 250

7.4.2 示波器典型仪表介绍 254

7.5 示波器的操作和使用 256

7.5.1 示波器4个基本系统的设置 256

7.5.2 示波器的使用注意事项 261

7.6 测量实例 263

7.6.1 若干简单测量项目 263

7.6.2 高速信号互连测试系统 265

7.6.3 锁相环（PLL）的抖动测试 272

7.6.4 脉冲信号的瞬态参量测试 281

参考文献 284

第8章 矢量网络分析仪 285

8.1 概述 285

8.2 微波网络的散射参数——S参数 285

8.2.1 S参数的概念 285

8.2.2 二端口网络的反射特性和传输特性 287

8.3 网络分析仪基础 293

8.3.1 网络分析仪的基本原理 293

8.3.2 网络分析仪的基本结构 294

8.4 网络分析仪的校准技术 298

8.4.1 网络分析仪测量误差模型 298

8.4.2 网络分析仪的校准方法 302

8.5 网络分析仪典型应用 312

8.5.1 滤波器的测试 313

8.5.2 放大器的测试 314

8.5.3 混频器的测试 318

8.5.4 器件脉冲参数的测试 323

8.6 网络分析仪使用技巧 327

8.6.1 灵活的扫描方式 327

8.6.2 灵活的测试开放接口 329

8.6.3 时域选通功能 330

8.6.4 测试点数对测试结果的影响 332

8.7 矢量网络分析仪典型型号介绍 333

8.7.1 Agilent公司矢量网络分析仪典型型号 333

8.7.2 R＆S公司矢量网络分析仪典型型号 335

8.7.3 Anritsu公司矢量网络分析仪典型型号 336

参考文献 337

第9章 其他测量仪表介绍 339

9.1 噪声系数测量仪表 339

9.1.1 概述 339

9.1.2 噪声系数概念 339

9.1.3 噪声系数测量方法 341

9.1.4 如何提高噪声系数测量精度 344

9.1.5 噪声系数频率扩展测量 352

9.1.6 典型噪声源和噪声系数测试仪介绍 355

9.2 无线信道模拟仪表 356

9.2.1 无线信道模型概述 356

9.2.2 无线信道传播特性 357

9.2.3 无线信道模拟器的原理 361

9.2.4 典型应用 362

9.2.5 无线信道模拟器典型仪表介绍 373

9.3 路测类仪表 378

9.3.1 路测仪的结构和功能 378

9.3.2 典型的路测仪表介绍 380

9.3.3 路测仪在TD-SCDMA网络优化中应用举例 383

9.4 天馈线测量仪表 384

9.4.1 典型测试实例 384

9.4.2 典型天馈线测试仪介绍 389

参考文献 390

第10章 无线通信系统测试中仪表的典型应用 391

10.1 LTE系统的测试 391

10.1.1 LTE概述 391

10.1.2 LTE的技术特点和测试方案 392

10.2 单信道和多信道TD-SCDMA基站功率放大器测试 408

10.2.1 概述 408

10.2.2 TD-SCDMA信号概述 408

10.2.3 测试系统 409

10.2.4 生成测试信号 410

10.2.5 测试项目、测试方法和仪表设置技巧 410

10.3 使用矢量信号发生器和频谱分析仪进行cdma2000基站测试 422

10.3.1 概述 422

10.3.2 测试系统使用的仪表及其作用 423

10.3.3 测试连接和测试模式 423

10.3.4 测试方法 425

10.4 WCDMA终端测试 443

10.4.1 WCDMA终端设备测试概述 444

10.4.2 WCDMA终端测试标准和测试方法 445

10.5 RFID信号的测量 454

10.5.1 RFID技术概述 454

10.5.2 RFID技术原理 455

10.5.3 使用仪表产生和分析RFID信号 458

10.5.4 RFID测试系统介绍 460

10.6 MIMO信号模拟和测试系统 461

10.6.1 MIMO技术简介 461

10.6.2 MIMO信号模拟和测试系统实现方案 462

10.7 蓝牙系统的测试 466

10.7.1 蓝牙测试概述 466

10.7.2 测试过程 467

10.7.3 测试中常见问题及解决方法 469

参考文献 469

第11章 测试自动化 471

11.1 自动测试系统的概念与组成 471

11.2 虚拟仪器 472

11.2.1 虚拟仪器的概念 472

11.2.2 虚拟仪器的特点 473

11.3 自动测试系统软件开发环境 475

11.3.1 LabView 476

11.3.2 LabWindows/CVI 479

11.3.3 VEE 482

11.4 自动测试系统总线技术 484

11.4.1 GPIB总线技术 485

11.4.2 VXI总线技术 488

11.4.3 PXI总线技术 491

11.4.4 LXI总线技术 494

11.5 应用及编程实例 497

11.5.1 实例1——基于模块化仪器的RFID测试系统 497

11.5.2 实例2——使用矢量信号发生器产生GSM脉冲调制信号 499

参考文献 501

附录 安全使用仪表注意事项 503