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V/UHF監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 非線性特性的可視化分析( 二 )

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NF:噪聲系數(shù)，dB;
B:中頻帶寬，Hz，（假設(shè)是視頻或解調(diào)帶寬的兩倍）;
K:期望的信納比，dB 。
④ 。
注:NF是以dB方式表示的噪聲系數(shù);
Si是設(shè)備輸入端的信號(hào)功率;
Ni是設(shè)備輸入端的噪聲功率 。
由公式③可知，靈敏度是隨著噪聲系數(shù)的變化和/或中頻帶寬的變化而變化 。根據(jù)公式①推算當(dāng)中頻帶寬為100kHz時(shí)，底噪為-125dBm 。如要求期望的信納比K為10dB，則可得靈敏度S=-125 10=-115 dBm 。
3.2結(jié)論二
從圖3、圖4的中頻頻譜圖中可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度為-30dBm時(shí)，在距輸入信號(hào)中心400MHz和400.1MHz頻率處10 kHz及以?xún)?nèi)處，頻率的底噪上升,約為15 dB,同時(shí)10 kHz以外底噪也增加5 db,非線性特性的相位噪聲影響較強(qiáng)，但此時(shí)互調(diào)失真信號(hào)還沒(méi)有開(kāi)始出現(xiàn) 。
繼續(xù)增加信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度為-21dBm時(shí)，在距輸入信號(hào)中心400MHz和400.1MHz頻率處10kHz及以?xún)?nèi)處，頻率的底噪更加增強(qiáng),約為20 dB,同時(shí)10 kHz以外底噪也增加15 db,非線性特性的相位噪聲影響更強(qiáng) 。相位噪聲形成是由于振蕩器短時(shí)間的穩(wěn)定度影響，起源于振蕩器輸出信號(hào)的相位、頻率和幅度的變化，同時(shí)也受不同鎖相環(huán)帶寬的影響 。從相位噪聲的影響看，一個(gè)純凈的正弦波信號(hào)顯示時(shí)應(yīng)為一根譜線，但實(shí)際振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)卻比單一譜線寬，它將沉沒(méi)靠近載波的小信號(hào) 。
3.3結(jié)論三
從圖4、圖5顯現(xiàn)的中頻頻譜分析，此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸入信號(hào)強(qiáng)度為-20dBm時(shí)，互調(diào)失真信號(hào)開(kāi)始出現(xiàn) 。根據(jù)三階互調(diào)失真所遭碰到的最主要的失真的頻率關(guān)系:
2f1±f2=ft(三階互調(diào)失真)⑤;
3f1±2f2=ft(五階互調(diào)失真)⑥;
4f1±3f2=ft(七階互調(diào)失真)⑦ 。
注:f1、f2為有害大信號(hào)的頻率;
ft為接收機(jī)調(diào)諧頻率上的互調(diào)產(chǎn)物 。
中頻頻譜圖上顯示的頻率為400.2MHz和399.9MHz頻率上的信號(hào)為三階互調(diào)信號(hào) 。在400.3MHz、400.4 MHz、399.8 MHz、399.7 MHz等與主頻間隔100 kHz整數(shù)倍的頻率上也出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)信號(hào)，根據(jù)頻率關(guān)系，可分辨為兩信號(hào)五階、七階互調(diào) 。
根據(jù)SFDR定義，可以方便地計(jì)算出該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍為-20dBm-4-（-115dBm）=91dB 。而從表1可見(jiàn)，不同頻段與出現(xiàn)的三階互調(diào)點(diǎn)電平值沒(méi)有直接的關(guān)系 。
3.4結(jié)論四
從圖5的中頻頻譜圖分析，繼續(xù)增加輸入信號(hào)的強(qiáng)度至0dBm，頻率的底噪繼續(xù)略有上升，多階互調(diào)失真信號(hào)繼續(xù)增強(qiáng)，同時(shí)多階互調(diào)失真信號(hào)、射頻信號(hào)由于器件非線性壓縮，幅度沒(méi)有呈現(xiàn)出線性關(guān)系，導(dǎo)致幅度大小接近 。頻譜上產(chǎn)生許多雜亂信號(hào)，原因?yàn)榻邮諜C(jī)內(nèi)部許多產(chǎn)生虛假響應(yīng)的機(jī)制同時(shí)工作，一些與合成器的工作方式有關(guān)，而有些響應(yīng)是在兩次和三次變頻的設(shè)計(jì)中所必需的不同本振的諧波相互混頻產(chǎn)生 。此時(shí)，由于底噪高、雜波多，輸入信號(hào)壓縮嚴(yán)重，互調(diào)信號(hào)以及其它信號(hào)幾乎與輸入信號(hào)相同，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)性能已嚴(yán)重惡化 。
【V/UHF監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 非線性特性的可視化分析】 總之，通過(guò)不同信號(hào)強(qiáng)度在V/UHF監(jiān)測(cè)系統(tǒng)反映出來(lái)的不同非線性現(xiàn)象，如三階互調(diào)失真信號(hào)的開(kāi)始出現(xiàn)、底噪的明顯惡化、雜波的出現(xiàn)等，不僅能直觀地顯示各種不同非線性現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并能分析與測(cè)試不同頻率范圍對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的非線性現(xiàn)象的影響程度 。而深入地了解V/UHF監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能，對(duì)無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作將是很有益處的 。

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