频谱分析仪测量脉冲调制信号

表征脉冲调制信号主要参数有：脉冲宽带（τ）、脉冲周期（T）、脉冲重复频率（PRF）、占空比（Duty）、上升沿时间（tr）、下降沿时间（tf）、峰值功率（Ap或PP）和平均功率（Aav 或Pav）等。用示波器很容易观察测量脉冲调制信号的上述参数，但是示波器不能对脉冲调制的频谱进行测量，而且频谱仪的动态范围比示波器要大的多。

脉冲调制信号，其频谱分布在整个频谱上。所以合理设置频谱仪的分辨率带宽（RBW）、扫描频宽（SPAN）扫描时间（SWEEP TIME）对正确测量脉冲调制信号非常重要。

脉冲的频谱幅度与脉冲时间宽带成正比。脉冲时间宽带越宽，幅度越大，功率越大。见下图 1所示，重复脉冲的频谱幅度与脉冲的时长（时宽）成正比。

图 1 脉冲频谱幅度和时域波形对照图

如果脉冲信号被用来调制载波，脉冲射频信号的频谱将对对称分布在载波的两侧。脉冲频谱的总体形状右脉宽决定，而脉冲重复频率决定了谱线的间隔。

在测量脉冲信号时，频谱分析仪的分辨率带宽RBW和扫宽SPAN设置对测量显示结果会产生较大影响。例如：下面是信号源发生器输出一个载波频率1000MHz、调制脉冲周期100us、脉宽是1us的信号。 当频谱仪的RBW或SPAN较窄时，显示器上将显示出️离散谱线图，谱线间隔是脉冲的重复频率，见下图 2，两谱线约是10kHz。当频谱仪的RBW和SPAN较宽时，离散的谱线便混叠在一起，显示出脉冲调制射频信号️包络频谱图，见下图 3所示。

图2

图 2 RBW=1KHz，SPAN=100KHz时，测量脉冲信号线状谱

图3

图 3 RBW=10KHz，SPAN=10MHzHz时，测量脉冲射频信号频谱图

在用频谱分析仪测量脉冲调制信号时，如果要显示脉冲信号的线状离散谱线，则一般经验是频谱分析仪的RBW设置小于0.3倍的脉冲重复频率PRF（注意不是被调制的载波频率）；当需要测量脉冲的包络频谱时，通常将频谱分析仪的RBW设置大于1.7倍的脉冲重复频率PRF。频谱仪的RBW越宽，被测脉冲信号的频谱幅度也越大，见下图 4所示，RBW=1kHz时，峰值是-40.98dBm；RBW=10kHz时，峰值是-38.83dBm。当然不是RBW一直宽下去，幅度也一直大下去。通常情况下，分辨率带宽RBW应小于τ/T。

图 4 不同RBW下的幅度值不同

扫频式频谱仪无法测量单脉冲信号，对单脉冲测量只能使用️实时频谱仪进行测量，见下图 5所示，。

图 5 实时频谱分析仪测量单脉冲调制信号频谱图