电波信号频谱分析技术与测量方法

"电波实验讲义第四章主要探讨了电波信号的频谱分析与测量，强调了调制对频谱的影响以及频谱分析在评估信号质量中的作用。内容包括时域和频域观察方法，特别是频谱分析仪的工作原理和应用。此外，还介绍了分辨带宽的概念，它是决定频谱分析仪精度的关键因素。" 电波信号的分析与测量是通信技术中的核心环节。在电波信号传递信息的过程中，载频信号会经过不同类型的调制，如幅度调制、频率调制或相位调制，这些调制方式会改变信号的频谱结构。为了确保信息的准确传输和调制质量，必须对信号的波形特性进行测量。通常，我们可以利用示波器在时域内观察信号波形，或者通过频谱分析在频域内研究信号的组成成分。 频谱分析是一种重要的信号分析方法，它能够揭示信号在频率域内的分布情况。频谱分析仪是实现这一分析的专用工具，它利用傅里叶变换将时域信号转化为频域表示。尽管傅里叶变换可以实现时域与频域的相互转换，但频谱分析仪的显示结果通常丢失了相位信息，因此无法直接恢复时域波形。通过频谱分析仪的显示，我们可以推测信号在时域的表现，从而评估其质量。 频谱分析仪的基本工作原理包括一个本振（本地振荡器）和一个斜波发生器。本振的频率在斜波发生器的控制下线性变化，使得显示器上的频率轴呈现从低到高的扫描。检波器输出的信号经过低通滤波器（视频滤波器）处理后在Y轴显示，形成频谱图像。 分辨带宽是衡量频谱分析仪性能的重要指标，它由中频滤波器的带宽决定。如果分辨带宽设置过窄，可能会导致相邻的两个谱线无法区分，表现为单一的谱线，从而引入测量误差。例如，在测量载波电平时，选择合适的分辨带宽至关重要。图2展示了在不同分辨带宽设置下，单个载波信号的频谱曲线，显示出随着分辨带宽的增大，能够更准确地反映出载波的幅度。 电波信号的频谱分析与测量是理解和优化通信系统性能的基础。通过深入理解频谱分析仪的工作原理和参数设置，如分辨带宽，可以更有效地进行信号检测和故障排查，从而提升通信系统的效率和可靠性。