前言--如何用示波器進(jìn)行射頻信號(hào)測(cè)量連載（一）

前面推出了《數(shù)字工程師需要掌握的射頻知識(shí)》連載后，反響強(qiáng)烈。有些工程師朋友聯(lián)系我說，除了數(shù)字工程師要用到射頻儀器外，有些射頻工程師也會(huì)用到示波器做射頻信號(hào)測(cè)試，但是不清楚精度如何，以及和頻譜儀等傳統(tǒng)儀器的區(qū)別，希望能對(duì)這方面做些講解。

為此，我對(duì)示波器做射頻信號(hào)測(cè)試的應(yīng)用案例和注意事項(xiàng)做了一些整理，將陸續(xù)連載，希望能給大家提供一些幫助。

時(shí)域測(cè)量的直觀性

要進(jìn)行射頻信號(hào)的時(shí)域測(cè)量的一個(gè)很大原因在于其直觀性。比如在下圖中的例子中分別顯示了4個(gè)不同形狀的雷達(dá)脈沖信號(hào)，信號(hào)的載波頻率和脈沖寬度差異不大，如果只在頻域進(jìn)行分析，很難推斷出信號(hào)的時(shí)域形狀。由于這4種時(shí)域脈沖的不同形狀對(duì)于最終的卷積處理算法和系統(tǒng)性能至關(guān)重要，所以就需要在時(shí)域?qū)π盘?hào)的脈沖參數(shù)進(jìn)行精確的測(cè)量，以保證滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

更高分析帶寬的要求

在傳統(tǒng)的射頻微波測(cè)試中，也會(huì)使用一些帶寬不太高（<1GHz）的示波器進(jìn)行時(shí)域參數(shù)的測(cè)試，比如用檢波器檢出射頻信號(hào)包絡(luò)后再進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，或者對(duì)信號(hào)下變頻后再進(jìn)行采集等。此時(shí)由于射頻信號(hào)已經(jīng)過濾掉，或者信號(hào)已經(jīng)變換到中頻，所以對(duì)測(cè)量要使用的示波器帶寬要求不高。

但是隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)的調(diào)制帶寬越來越寬。比如為了兼顧功率和距離分辨率，現(xiàn)代的雷達(dá)會(huì)在脈沖內(nèi)部采用頻率或者相位調(diào)制，典型的SAR成像雷達(dá)的調(diào)制帶寬可能會(huì)達(dá)到2GHz以上。在衛(wèi)星通信中，為了小型化和提高傳輸速率，也會(huì)避開擁擠的C波段和Ku波段，采用頻譜效率和可用帶寬更高的Ka波段，實(shí)際可用的調(diào)制帶寬可達(dá)到3GHz以上甚至更高。

在這么高的傳輸帶寬下，傳統(tǒng)的檢波或下變頻的測(cè)量手段會(huì)遇到很大的挑戰(zhàn)。由于很難從市面上尋找到一個(gè)帶寬可達(dá)到2GHz以上同時(shí)幅頻/相頻特性又非常理想的檢波器或下變頻器，所以會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的嚴(yán)重失真。

同時(shí)，如果需要對(duì)雷達(dá)脈沖或者衛(wèi)星通信信號(hào)的內(nèi)部調(diào)制信息進(jìn)行解調(diào)，也需要非常高的實(shí)時(shí)帶寬。傳統(tǒng)的頻譜儀測(cè)量精度和頻率范圍很高，但實(shí)時(shí)分析帶寬目前還達(dá)不到GHz以上。因此，如果要進(jìn)行GHz以上寬帶信號(hào)的分析解調(diào)，目前最常用的手段就是借助于寬帶示波器或者高速的數(shù)采系統(tǒng)。