相位噪音的测量方法

抖动的概念及其测量方法摘要：在数字通信系统，特别是同步系统中，随着系统时钟频率的不断提高，时间抖动成为影响通信质量的关键因素。

本文介绍了时间抖动（jitter）的概念及其分析方法。

关键字：时间抖动、jitter、相位噪声、测量一、引言随着通信系统中的时钟速率迈入GHz级，抖动这个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字设计领域中日益得到人们的重视。

在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率。

不仅如此，它还会导致通信链路的误码率增大，甚至限制A/D转换器的动态范围。

有资料表明在3GHz 以上的系统中，时间抖动（jitter）会导致码间干扰（ISI），造成传输误码率上升。

在此趋势下，高速数字设备的设计师们也开始更多地关注时序因素。

本文向数字设计师们介绍了抖动的基本概念，分析了它对系统性能的影响，并给出了能够将相位抖动降至最低的常用电路技术。

二、时间抖动的概念在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的持续时间应该恰好是1us，每500ns有一个跳变沿。

但不幸的是，这种信号并不存在。

如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。

这种不确定就是抖动。

抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。

在绝大多数文献和规范中，时间抖动（jitter）被定义为高速串行信号边沿到来时刻与理想时刻的偏差，所不同的是某些规范中将这种偏差中缓慢变化的成分称为时间游走（wander），而将变化较快的成分定义为时间抖（jitter）。

图1 时间抖动示意图1．时间抖动的分类抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。

确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。

随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。

例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。

SiTime MEMS振荡器相位噪声测量指南1 简介相位噪声是振荡器的基本指标之一。

经验丰富的工程师可以通过查看相位噪声图来了解有关振荡器质量以及它是否适合应用的很多信息。

RF 工程师专注于某些载波偏移频率下的相位噪声水平，以确保可以支持所需的调制方案。

设计40GbE 等高速串行链路的专业人员将带通滤波器应用于参考时钟的相位噪声，对其进行积分，并将其转换为相位抖动以预测系统的误码率。

本应用指南首先简要介绍相位噪声和相位噪声测量方法的理论概述，然后重点介绍实用的相位噪声测量建议，例如将被测信号正确连接到仪器、设置相位噪声分析仪以及选择合适的相位噪声分析仪。

设置。

本文档中的所有测量均使用Keysight E5052B 相位噪声分析仪进行，该分析仪是北美最常用的相位噪声测量仪器之一。

2 什么是相位噪声相位噪声是信号短期相位不稳定性的频域表示。

相位噪声通常被描述为单边带(SSB) 相位噪声并表示为L(f)。

相位噪声的经典定义是在载波偏移频率处测得的功率谱密度与信号总功率之比。

出于实际目的，此定义已稍作修改，以便在载波偏移频率处测量的功率谱密度以载波功率为参考，而不是以总积分信号功率为参考（图2-1）。

图2-1：经典相位噪声定义使用频谱分析仪测量相位噪声时，经典定义很方便，但它结合了幅度和相位噪声效应。

它还对具有高相位噪声的信号有限制。

经典定义通常适用于峰峰值相位偏差远小于1 弧度的信号。

它也永远不能大于0 dB，因为信号中的噪声功率不能大于信号的总功率。

最近，相位噪声被重新定义为相位波动L(f) = SΦ(f)/2 的功率谱密度的一半。

理想的正弦波可以表示为f(t) = A∙sin(ωt + φ)。

具有相位噪声的正弦波可以表示为f(t) =A∙sin(ωt + φ(t))，其中φ(t) 是相位噪声。

那么SΦ(f) 是φ(t) 的功率谱密度。

以这种方式定义时，相位噪声与幅度噪声是分开的。

它也可以大于0 dB，这意味着相位变化大于1 弧度。

相噪仪测量相位噪声的方法摘要：一、相噪仪概述二、相位噪声的测量方法1.测量原理2.测量步骤3.测量注意事项三、相噪仪在实际应用中的重要性四、未来发展趋势与应用前景正文：一、相噪仪概述相噪仪，又称相位噪声测试仪，是一种用于测量电子设备或系统相位噪声的仪器。

相位噪声是指信号相位的随机变化，它在通信、雷达、导航等领域具有重要的应用价值。

相噪仪的工作原理是通过检测被测信号的相位变化，从而得到其相位噪声特性。

相噪仪在我国科研、生产和应用领域发挥着重要作用，对于提高无线电设备的性能和可靠性具有重要意义。

二、相位噪声的测量方法1.测量原理相位噪声的测量原理主要基于相位敏感检测技术。

相位敏感检测器（PSD）是一种常用的传感器，它能将信号的相位变化转换为电压信号。

在测量过程中，将被测信号与参考信号进行相位比较，得到相位差信号。

通过分析相位差信号的统计特性，可以得到相位噪声的功率谱密度（PSD）。

2.测量步骤（1）连接被测信号和参考信号：将信号输入到相噪仪，并连接参考信号源。

（2）设置参数：根据被测信号的频率范围和噪声特性，设置相噪仪的相关参数，如带宽、积分时间等。

（3）开始测量：启动相噪仪，进行自动测量。

（4）读取数据：测量完成后，读取相位噪声的PSD曲线。

3.测量注意事项（1）确保被测信号和参考信号的质量，避免引入测量误差。

（2）在测量过程中，避免电磁干扰和振动影响。

（3）合理设置相噪仪的参数，以获得较高的测量精度。

三、相噪仪在实际应用中的重要性相噪仪在通信、雷达、导航等领域的实际应用具有重要意义。

通过测量和分析相位噪声，可以评估无线电设备的性能，如稳定性和可靠性。

此外，相噪仪还可用于优化系统设计，提高信号传输质量和接收灵敏度。

在工程实践中，相噪仪为无线电设备的研发和生产提供了有力保障。

四、未来发展趋势与应用前景随着科技的不断发展，对无线电设备性能的要求越来越高。

未来，相噪仪将朝着更高精度、更宽频率范围、更多功能的方向发展。

引言频率合成技术就是把一个或者多个高稳定度、高准确度的参考频率，经过各种信号处理技术，生成具有同等稳定度和准确度的各种离散频率。

频率合成器是无线传输设备中的核心部件，无论无线传输设备采用哪种变频体制，都离不开频率合成器。

发射机利用频率合成器把基带信号上变频，搬移到设置的无线传输频率，通过天线发射出去；与之相反，接收机利用频率合成器把天线接收的无线信号下变频，变为基带信号，再进行解调等后续处理。

频率合成器件的主要性能指标：①频率范围（带宽）；②频率分辨率；③频率转换时间；④频率准确度和稳定度；⑤频谱纯度（主要影响因素是相位噪音和寄生干扰）。

相位噪声的概述频率源的相位噪声是一项非常重要的性能指标，它对电子设备和电子系统的性能影响很大，主要影响系统的门限性能和邻道干扰，特别在低速率和高阶调制体制中。

从频域看它分布在载波信号两旁按幂律谱分布。

用这种信号不论做发射激励信号，还是接收机本振信号以及各种频率基准时，这些相位噪声将在解调过程中都会和信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降。

在通信系统中使话路信噪比下降，误码率增加；在雷达系统中影响目标的分辨能力，即改善因子。

接收机本振的相位噪声，当遇到强干扰信号时，会产生“倒混频”使接收机有效噪声系数增加。

所以随着电子技术的发展，对频率源的相位噪声要求越来越严格，因为低相位噪声，在物理、天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、仪器、仪表等各种领域里都受到重视单独提相位噪声来谈频率合成器的实现没有任何实际意义，因为涉及频率合成器的指标还有输出频率、频率步进、频率转换时间、工作带宽、体积、功耗等相关因索，只有综合考虑这些因素，才能优选最佳方案。

例如在跳频通信中，频率转换时间和工作带宽是2个重要指标，微波频段的接力通信中频率合成器输出较高的频率是设计的难点，当体积、功耗受限时，方案和器件的选择也会受限。

有时频率合成器的要求太高，可以考虑优化系统的方案，如变频方式、频率步进配置等相位噪声的定义和含义相位噪声是频率域的概念相位噪声（Phase noise）一般是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏。

摘要：相位噪声指标对于当前的射频微波系统、移动通信系统、雷达系统等电子系统影响非常明显，将直接影响系统指标的优劣。

该项指标对于系统的研发、设计均具有指导意义。

相位噪声指标的测试手段很多，如何能够精准的测量该指标是射频微波领域的一项重要任务。

随着当前接收机相位噪声指标越来越高，相应的测试技术和测试手段也有了很大的进步。

同时，与相位噪声测试相关的其他测试需求也越来越多，如何准确的进行这些指标的测试也愈发重要。

1、引言随着电子技术的发展，器件的噪声系数越来越低，放大器的动态范围也越来越大，增益也大有提高，使得电路系统的灵敏度和选择性以及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。

同时，随着技术的不断提高，对电路系统又提出了更高的要求，这就要求电路系统必须具有较低的相位噪声，在现代技术中，相位噪声已成为限制电路系统的主要因素。

低相位噪声对于提高电路系统性能起到重要作用。

相位噪声好坏对通讯系统有很大影响，尤其现代通讯系统中状态很多，频道又很密集，并且不断的变换，所以对相位噪声的要求也愈来愈高。

如果本振信号的相位噪声较差，会增加通信中的误码率，影响载频跟踪精度。

相位噪声不好，不仅增加误码率、影响载频跟踪精度，还影响通信接收机信道内、外性能测量，相位噪声对邻近频道选择性有影响。

如果要求接收机选择性越高，则相位噪声就必须更好，要求接收机灵敏度越高，相位噪声也必须更好。

总之，对于现代通信的各种接收机，相位噪声指标尤为重要，对于该指标的精准测试要求也越来越高，相应的技术手段要求也越来越高。

2、相位噪声基础2.1、什么是相位噪声相位噪声是振荡器在短时间内频率稳定度的度量参数。

它来源于振荡器输出信号由噪声引起的相位、频率的变化。

频率稳定度分为两个方面：长期稳定度和短期稳定度，其中，短期稳定度在时域内用艾伦方差来表示，在频域内用相位噪声来表示。

2.2、相位噪声的定义以载波的幅度为参考，在偏移一定的频率下的单边带相对噪声功率。

这个数值是指在1Hz的带宽下的相对噪声电平，其单位为dBc/Hz。

频率源相位噪声测量研究洑小云【摘要】噪声带给震荡信号的相位以及频率是不断发生变化的,在频率源的内部会产生一定的调制作用,所以当对频率源进行向外输出的时候,总会产生相位和频率上下起伏的现象.受噪声调制的影响导致的相位或者频率的起伏现象,一般被称之为频率稳定度,实质确实代表着频率的不稳定的程度.在时间域以及频率域中,频率稳定度的表现形式也是不同的,例如在时间域中输出的信号频率随时间而变化,而在频率域中则不仅仅表现为一根直线了,会在信号谱两侧出现相应的噪声边带.本文对频率源相位噪声测量进行初步的探讨.【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2015(000)020【总页数】2页(P99-100)【关键词】频率源;相位噪声;测量【作者】洑小云【作者单位】中国电子科技集团第三十六研究所浙江嘉兴 314001【正文语种】中文洑小云中国电子科技集团第三十六研究所浙江嘉兴 314001【文章摘要】噪声带给震荡信号的相位以及频率是不断发生变化的，在频率源的内部会产生一定的调制作用，所以当对频率源进行向外输出的时候，总会产生相位和频率上下起伏的现象。

受噪声调制的影响导致的相位或者频率的起伏现象，一般被称之为频率稳定度，实质确实代表着频率的不稳定的程度。

在时间域以及频率域中，频率稳定度的表现形式也是不同的，例如在时间域中输出的信号频率随时间而变化，而在频率域中则不仅仅表现为一根直线了，会在信号谱两侧出现相应的噪声边带。

本文对频率源相位噪声测量进行初步的探讨。

频率源；相位噪声；测量1.1短稳测量概述所谓的时域测量，指的是在采样时间已经指定的情况下，对频率源进行连续不间断的测量，根据测量的结果计算出平均的频率，最后计算ay(T)，也就是阿伦方差的平方根。

在计算的时候，最早采用的方法就是直接计数器的方法，这种方法也是最简单的一种方法，也叫做直接测频法。

受死时间以及计数器分辨能力的双重影响，在很长一段之间内这种方法都没有得到大范围的采用。

晶振相位噪声指标摘要：I.晶振相位噪声指标简介A.晶振的基本概念B.相位噪声的定义C.晶振相位噪声指标的重要性II.晶振相位噪声的测量方法A.相位噪声谱的测量B.相位噪声的计算方法III.晶振相位噪声指标的应用A.通信领域B.精密计时领域C.射频领域IV.提高晶振相位噪声指标的方法A.改进制造工艺B.优化电路设计C.选择合适的材料V.结论正文：晶振相位噪声指标是评价晶振性能的重要参数，它直接影响着晶振在各个领域的应用。

本文首先介绍了晶振相位噪声指标的定义和重要性，然后详细阐述了晶振相位噪声的测量方法和计算方法，接着探讨了晶振相位噪声指标在通信、精密计时和射频等领域的应用，最后提出了提高晶振相位噪声指标的方法。

晶振是一种能够产生稳定振荡信号的电子元件，广泛应用于通信、计时、射频等领域。

相位噪声是衡量晶振振荡信号质量的重要指标，它反映了晶振输出信号相位的随机波动程度。

晶振相位噪声指标越低，说明晶振输出信号的相位波动越小，信号质量越高。

晶振相位噪声的测量方法主要有相位噪声谱的测量和相位噪声的计算方法。

相位噪声谱的测量是通过频谱分析仪等仪器设备，对晶振输出信号的相位噪声进行频谱分析，得到相位噪声谱。

相位噪声的计算方法则是根据晶振的物理模型，通过计算晶振各个噪声源的贡献，得到晶振的相位噪声。

晶振相位噪声指标的应用领域广泛。

在通信领域，晶振相位噪声指标的高低直接影响着通信系统的性能，例如信号传输的误码率、信噪比等。

在精密计时领域，晶振相位噪声指标的高低决定了计时系统的准确性和稳定性，例如GPS 卫星导航系统的时钟精度。

在射频领域，晶振相位噪声指标的高低对射频信号的质量和射频系统的性能也有重要影响。

提高晶振相位噪声指标的方法主要包括改进制造工艺、优化电路设计、选择合适的材料等。

通过改进制造工艺，可以降低晶振内部的噪声源，提高晶振的相位噪声指标。

通过优化电路设计，可以降低电路噪声对晶振相位噪声的影响。

现代微波与天线测量技术第三讲：微波噪声测量方法（续）彭宏利博士2008.09微波与射频研究中心上海交通大学－电信学院－电子工程系1. 噪声测量方法（续）1.1. Y 系数法Y 系数定义二端口网络输入端输入资用噪声功率B KT 1和B KT 2（12T T ≥），网络输出端口的资用噪声功率1out N 和2out N ，Y 系数定义为ee out out T T T T N N Y ++==1212并且， ()01211T Y YT T F −−+=Y 系数测量法是测量噪声的一种典型方法。

Y 系数测量法测量的基本思路：基于Y 系数测量导出噪声系数或者等效噪声输入温度系数三个假设条件（1） 在测试频带内，待测网络为线性网络，资用功率和等效噪声输入温度系数均为常数。

（2） 噪声源的热态和冷态等效噪声输入温度系数为已知常数。

源阻抗与待测网络匹配。

（3） 测量功率计在待测频段为线性功率响应，且无噪声、无反射。

I. 直接测量法 热态和冷态噪声源向待测网络输入已知的资用噪声功率，用功率计测量待测网络输出的噪声功率，得到Y 系数。

()()()()Δ+−−==110log 1010log 10Y dB ENR F dB F （1）Δ为测试温度偏离290K 时的修正值，一般可以忽略。

()()110log 1012−=T dB ENR画图5.9II. 等功率指示法在Y 系数测量法中，等功率指示法精度最好。

方法：在冷态T1，将衰减器置于A1（dB ），使指示器有合适的指示置S1，再接入热态T2，增加衰减器的衰减量至A2（dB ），使指示器恢复到原指示置S1，Y系数为()10/10/101012A A A Y ==− （2）画图5.10III. 3dB 法普遍采用3dB 法方法：在冷态T1，不接入3dB 衰减器，使指示器有一个合适的指示置Nout,记下可变精密衰减器衰减值A1。

在热态T2，接入3dB 衰减器，使指示器恢复指示置Nout ，则有Y=2，记下可变精密衰减器衰减值A2。

近代微波测量实验报告<一）一、实验名称：微波信号频谱、相位噪声和功率地测量二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.利用微波频谱分析仪测试微波信号频谱、功率和相位噪声三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、同轴电缆一根四、实验原理：相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等>频稳质量地重要指标,随着频标源性能地不断改善,相应噪声量值越来越小,因而对相位噪声谱地测量要求也越来越高.b5E2RGbCAP无源和有源器件中地噪声一般有热噪声、闪烁噪声<1/f噪声）、散粒噪声、周期稳态噪声.相位噪声是用来表征一个信号源地短期频率稳定度地.在频域中,相位噪声表征噪声对输出信号相位地扰动,其定义为在偏移载波频率Δω处地单位带宽内地单边带噪声谱与载波功率之比.p1EanqFDPw 五、实验内容观察不同衰减设置下信号地变化、观察不同RBW带宽设置对信号频谱地影响；测试信号源输出信号地相位噪声；存储测试数据并进行分析.DXDiTa9E3d六、实验步骤一、正确连接信号源与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地单频信号,信号源按键DIAGR--Baseband--Multicarrier CWRTCrpUDGiT三、对频谱仪进行适当设置,频谱仪按键AMPT--RF Atten Manual观察不同衰减设置下信号地变化5PCzVD7HxA四、频谱仪按键BW--Res BW Manual,观察不同RBW 带宽设置对信号频谱地影响五、频谱仪按键MKR--Phase Noise Ref Fixed,测试信号源输出信号地相位噪声<偏离10KHz、100KHz、1MHz、10MHz）jLBHrnAILg六、纪录测试数据并进行分析.七、实验结果：测得中心频率f0=3GHz,输入-10dBm时,测得输出为-11.69dBm.1、偏离10kHz<设置span为50k,RBW为300Hz）相噪：+10kHz处-101.21dBc/Hz；-10kHz处-98.17dBc/Hz2、偏离100kHz<设置span为500k,RBW为3kHz）相噪：+100kHz处-101.96dBc/Hz；-100kHz处-102.06dBc/Hz 3、偏离1MHz<设置span为3M,RBW为30kHz）相噪：+1MHz处-115.61dBc/Hz；-1MHz处-114.32dBc/Hz4、偏离10MHz<设置span为50M,RBW为100kHz）相噪：+10MHz处-128.54dBc/Hz；-10kHz处-130.16dBc/Hz 八、讨论：1.在一定条件下,衰减器衰减量每增加10dB,频谱仪显示噪声电平提高10dB.因此,要提高频谱分析仪地灵敏度需要将衰减设置得尽可能小,以降低噪声电平地值,使得信号不被噪声淹没.2.分辨率带宽是频谱仪测量参数中非常重要地一项.频谱仪在对两个频率相近地待测信号进行描述时,若两信号幅度也相似,则响应特性曲线顶部可能重迭在一起,表现为单一信号；若两信号幅度一大一小,则小信号有可能被大信号淹没,无法分辨出来.只有当两个信号地频率间隔大于或等于分辨率带宽时,频谱仪才能够正确地显示出它们.xHAQX74J0X近代微波测量实验报告<二）姓名：贾淑涵学号：201822020648 实验时间：2018年3月18日一、实验名称：滤波器响应曲线测试二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.在没有矢量网络分析仪地情况下利用,微波信号源和微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,观察滤波器插损、3dB带宽和带外抑制特性LDAYtRyKfE三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、带通滤波器一只、低通滤波器一只、同轴电缆两根四、实验原理：滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定地频率成分通过,而极大地衰减其它频率地成分.滤波器地性能指标通常有以下几项：1、截至频率：一般指衰减增加到某一确定值时地频率,如增加3dB时地频率,称为3dB截止频率.2、带宽BW：对于带通滤波器而言,也指衰减加大到某一确定值时地频率范围,如称为1dB通带带宽或1dB阻带带宽.带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分地能力——频率分辨率.Zzz6ZB2Ltk3、回波损耗<Reflection Loss缩写RL）：回波损耗是描述滤波器性能地一个敏感参数,同时回波损耗<RL）、驻波系数<VSWR）和反射系数<）三个参数是相关地,通常用来表征滤波器反射特性.回波损耗地公式定义以及三者之间地dvzfvkwMI14、带外抑制<Rejection缩写RJ）：在给定地频率下,带外信号地插入损耗大于最小带内信号地插入损耗地数值.rqyn14ZNXI5、带内波动：指通带内信号地平坦程度,即通带内最大衰减与最小衰减之间地差别,一般用dB表示.6、品质因数Q：描述滤波器地频率选择性地强弱,分有载和无载两种情况.五、实验内容一、带通滤波器测试1. 带通滤波器截止频率2. 带通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 带通滤波器袋内波动二、低通滤波器测试1. 低通滤波器截止频率2. 低通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 低通滤波器带内波动六、实验步骤一、正确连接信号源、带通滤波器与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地扫频信号,将扫频信号设置为100MHz到4GHz,扫描时间设置为10ms.EmxvxOtOco三、对频谱仪进行适当设置,设置RBW为1MHz,SWT为5ms,Ref 为0dBm,Att为20dB,VBW为3MHz.SixE2yXPq5四、将频谱仪地Trace设置为maxholder,扫频,观察滤波器地响应曲线.五、待曲线出现后,观察曲线.六、移动marker,读取带通滤波器地两个截止频率点,计算出中心频率.七、移动marker,读取通带两边衰减30dB处地频率点.八、移动marker,在通带内寻找最高及最低点,分别读取其功率值,计算得出带内波动.九、设置频谱分析仪,在Trace选项里选择writeclear.十、将带通滤波器取下,连接低通滤波器.重新设置信号源及频谱仪,测试滤波器指标.测试方法同带通滤波器.七、实验结果：根据实验步骤正确连接仪器及测试后,可得一下结果：1、带通滤波器测试得带通滤波器左右两个截止频率分别为：1.8483GHz,2.4783GHz.当带外抑制达到30dB时左右两边频率分别为：1.5729GHz,2.6228GHz.带内波动为：-12.8dB~-14.17dB.6ewMyirQFL通过左右截止频率,可算得中心频率为2.1633GHz2、低通滤波器测试得低通滤波器截止频率为：1.3297GHz.当带外抑制达到30dB时频率分别为：1.7176GHz.带内波动为：-10.36dB~-14.59dB.kavU42VRUs八、讨论：1、通过本实验,使我们了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.y6v3ALoS892、由于没有矢量网络分析仪,使用微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,频谱仪只能测试功率,所以未能测试滤波器地相位信息.M2ub6vSTnP3、通过这次实验,明白了在一定地实验条件及实验要求下,我们可以灵活选择测量仪器来获取所需地数据.近代微波测量实验报告<三）姓名：贾淑涵学号：201822020648 实验时间：2018年3月25日一、实验名称：微波介质谐振器测量二、实验目地：1、了解微波谐振腔地构造和工作原理；2、掌握正确使用矢量网络分析仪测试谐振参数地方法；3、掌握利用矢量网络分析仪测试所得谐振参数计算被测介质材料介电常数地方法；三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、介质谐振器测试装置、同轴电缆两根四、实验原理：微波介质谐振器具有介电常数大和固有品质因数高、温度稳定性好、体积小、重量轻、成本低、易于集成等优点,引起了人们高度重视,并已广泛地应用于微波通信、卫星通信、雷达、遥控遥测、导弹制导、电子对抗等领域.0YujCfmUCw谐振单元地理想模型是被测介质谐振器为圆柱体,其两端面由无穷大良导体金属短路板短路,如图所示.若介质谐振器为非磁性(=1>和较高介电常数材料,则在谐振单元中存在陷模和漏模.陷模地能量主要集中在介质谐振器内及其附近,品质因数Q值较高；漏模地能量将沿半径r方向向外辐射,Q值较低.在谐振单元中,若取圆柱坐标系,并取z为轴向.根据电磁谐振理论,可得谐振单元中陷模TE0mn地特征方程组：eUts8ZQVRd式中和 <n=0,1）分别为第一类贝塞耳函数和第二类变态贝塞耳函数.当测得介质谐振器地结构尺寸和谐振频率后,联立求解式上述式子可得被测介质材料地介电常数.sQsAEJkW5T五、实验内容1.对仪器进行适当地参数设置2.正确连接仪器与谐振腔,选择使用适合地转接头3.测试谐振腔载入被测材料前后地谐振频率和Q值4.存储测试数据并进行分析六、实验步骤一、连接仪器；二、设置矢网扫频带宽为9kHz~6GHz<全频带）,功率为0dBm,点数为401；三、观察谐振峰出现频点,选取较为明显地谐振峰进行测试<将谐振器地上面板上抬,观察各个波峰,往低频段移动地即是我们所要测量地TE011模式地谐振峰）；GMsIasNXkA四、将光标置与选定地谐振峰,其对应频率置为扫描中心频率；五、减小扫描带宽,并保持光标置于谐振峰峰值处；六、重复步骤4-5,直到所显示曲线上下为4dB左右；七、测量谐振频率f0,3dB带宽等参数并作记录,并利用公式计算谐振器Q值.七、实验结果：1. 测得谐振频率f0 为4.776576GHz2. 3dB 功率频点为 4.775463GHz~ 4.777754GHz,3dB带宽为0.002291GHzTIrRGchYzg3.计算谐振器Q值为：Q==f0/Δf=2084.93八、讨论：通过本实验,使我们了解了谐振器地原理及性能指标.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.7EqZcWLZNX。

频谱分析仪相位噪声测量原理(图文)论文导读：相位噪声是衡量信号源频稳质量的主要技术指标，专用的相位噪声测试系统设备量庞大，价格昂贵，用频谱分析仪测量相位噪声是一种简单直接的测量方法，而频谱分析仪作为通用的测量仪器，广泛应用于普通实验室和雷达、通信、电子设备的生产使用中。

针对某频谱仪开发的相位噪声测试选件不仅能为用户自动完成相位噪声测量功能，并提供多样化的测试报表，使相位噪声的测量变得简单、快捷。

关键词：频谱分析仪，相位噪声1引言相位噪声是衡量信号源频稳质量的主要技术指标，专用的相位噪声测试系统设备量庞大，价格昂贵，用频谱分析仪测量相位噪声是一种简单直接的测量方法，而频谱分析仪作为通用的测量仪器，广泛应用于普通实验室和雷达、通信、电子设备的生产使用中。

随着现代频谱分析仪性能（动态范围、分辨率、内部噪声）的不断提高，给直接频谱分析法创造了有利条件。

针对某频谱仪开发的相位噪声测试选件不仅能为用户自动完成相位噪声测量功能，并提供多样化的测试报表，使相位噪声的测量变得简单、快捷。

本文重点介绍了用频谱分析仪测量相位噪声的原理与相噪选件的实现。

2相位噪声的基本概念频率稳定度是信号源的重要指标，指在一定的时间间隔内，信号源输出频率的变化。

根据时间间隔的长短可分为长期稳定度和短期稳定度。

短期稳定度在时域表现为在波形零点处的抖动，可以用相对频率起伏（阿伦方差）来描述，在频域则用相位噪声来表征。

一个有幅度和频率起伏的正弦波可表示为：υ（t）= [V0 +a(t)]sin[2πf0t+φ（t）] （1）式中a（t）= 幅度噪声，φ（t）= 相位噪声通常信号源输出的信号都会有调幅噪声a(t) <<V0，它不直接造成频率起伏或相位起伏，不影响频率稳定度，在这里可以忽略不计。

信号的噪声边带主要由调相噪声引起，实际测量中常用单边带相位噪声（SSB）来表示短期频率稳定度，美国国家标准局把SSB相位噪声（L(ƒm)）定义为：偏离载波频率ƒm Hz，在1Hz带宽内一个相位调制边带的功率PSSB与总的信号功率Ps之比，即L(ƒm)= = （2）L(ƒm)是相位噪声最常用的表示形式，通常用相对于载波波段1Hz带宽的对数表示（dBc/Hz）。