V/UHF监测系统 非线性特性的可视化分析( 二 )


NF:噪声系数,dB;
B:中频带宽,Hz,(假设是视频或解调带宽的两倍);
K:期望的信纳比,dB 。
④ 。
注:NF是以dB方式表示的噪声系数;
Si是设备输入端的信号功率;
Ni是设备输入端的噪声功率 。
由公式③可知,灵敏度是随着噪声系数的变化和/或中频带宽的变化而变化 。根据公式①推算当中频带宽为100kHz时,底噪为-125dBm 。如要求期望的信纳比K为10dB,则可得灵敏度S=-125 10=-115 dBm 。
3.2结论二
从图3、图4的中频频谱图中可以看出,当输入信号强度为-30dBm时,在距输入信号中心400MHz和400.1MHz频率处10 kHz及以内处,频率的底噪上升,约为15 dB,同时10 kHz以外底噪也增加5 db,非线性特性的相位噪声影响较强,但此时互调失真信号还没有开始出现 。
继续增加信号强度,当输入信号强度为-21dBm时,在距输入信号中心400MHz和400.1MHz频率处10kHz及以内处,频率的底噪更加增强,约为20 dB,同时10 kHz以外底噪也增加15 db,非线性特性的相位噪声影响更强 。相位噪声形成是由于振荡器短时间的稳定度影响,起源于振荡器输出信号的相位、频率和幅度的变化,同时也受不同锁相环带宽的影响 。从相位噪声的影响看,一个纯净的正弦波信号显示时应为一根谱线,但实际振荡器产生的信号却比单一谱线宽,它将沉没靠近载波的小信号 。
3.3结论三
从图4、图5显现的中频频谱分析,此监测系统在输入信号强度为-20dBm时,互调失真信号开始出现 。根据三阶互调失真所遭碰到的最主要的失真的频率关系:
2f1±f2=ft(三阶互调失真)⑤;
3f1±2f2=ft(五阶互调失真)⑥;
4f1±3f2=ft(七阶互调失真)⑦ 。
注:f1、f2为有害大信号的频率;
ft为接收机调谐频率上的互调产物 。
中频频谱图上显示的频率为400.2MHz和399.9MHz频率上的信号为三阶互调信号 。在400.3MHz、400.4 MHz、399.8 MHz、399.7 MHz等与主频间隔100 kHz整数倍的频率上也出现对称信号,根据频率关系,可分辨为两信号五阶、七阶互调 。
根据SFDR定义,可以方便地计算出该监测系统的动态范围为-20dBm-4-(-115dBm)=91dB 。而从表1可见,不同频段与出现的三阶互调点电平值没有直接的关系 。
3.4结论四
从图5的中频频谱图分析,继续增加输入信号的强度至0dBm,频率的底噪继续略有上升,多阶互调失真信号继续增强,同时多阶互调失真信号、射频信号由于器件非线性压缩,幅度没有呈现出线性关系,导致幅度大小接近 。频谱上产生许多杂乱信号,原因为接收机内部许多产生虚假响应的机制同时工作,一些与合成器的工作方式有关,而有些响应是在两次和三次变频的设计中所必需的不同本振的谐波相互混频产生 。此时,由于底噪高、杂波多,输入信号压缩严重,互调信号以及其它信号几乎与输入信号相同,监测系统的监测性能已严重恶化 。
【V/UHF监测系统 非线性特性的可视化分析】 总之,通过不同信号强度在V/UHF监测系统反映出来的不同非线性现象,如三阶互调失真信号的开始出现、底噪的明显恶化、杂波的出现等,不仅能直观地显示各种不同非线性现象的数据,并能分析与测试不同频率范围对监测系统的非线性现象的影响程度 。而深入地了解V/UHF监测系统的性能,对无线电监测工作将是很有益处的 。

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