測量低占空比雷達信號的諧波和雜散頻譜內容對任何頻譜分析儀都提出了挑戰。使用傳統掃頻分析儀的測量通常是通過啟用“最大保持”軌跡進行數百或數千次掃描,直到捕獲雷達的所有頻譜分量。需要多次掃描以確保分析儀在極短脈沖發生的瞬間“查看”或掃描信號的每個頻譜分量。換言之,掃頻測量截獲雷達脈沖的概率非常低,因此需要多次掃頻才能確保捕獲所有頻譜內容。
必須仔細選擇分辨率帶寬 (RBW),以確保脈沖對濾波器完全充電并記錄音調的完整幅度。如果 RBW 太寬,則本底噪聲會過大,可能會掩蓋低電平雜散和分量。如果 RBW 太窄,則脈沖射頻信號將無法達到全幅度濾波器,結果將不準確。
今天的實時頻譜/信號分析儀能夠快速準確地測量這些低占空比的諧波和雜散頻譜內容。這是通過設置分段掃描來完成的,其中觸發所需頻率跨度內的每個分段以與低占空比雷達脈沖同步。這確保了在窄脈沖內的相同相對位置及時測量頻譜的每一段,從而消除了截取概率非常低的傳統問題。此外,分析儀以圖形方式顯示 RBW 設置對 RF 脈沖寬度的影響,以便選擇合適的 RBW。使用這種方法,每個段都有 100% 的 RF 脈沖截獲概率,因此測量在單次掃描中完成!這通常比傳統的掃描方法快幾個數量級。并且,它確保測量僅顯示在射頻脈沖期間出現的頻譜內容,而不是脈沖之間的頻譜內容。本說明說明如何在分析儀上設置這些測量。
本例中的雷達信號工作頻率為 2.7GHz,脈沖寬度為 75us,占空比為 0.1%。與脈沖一致或同步的電觸發脈沖由信號源提供。觸發脈沖與射頻信號之間的確切時序關系并不重要(之前、期間、之后等),只要觸發與觸發之間的時序關系一致即可。
1. 第一步是在分析儀中設置基本頻率和時序參數。從頻譜和時間 概覽顯示開始。將中心 頻率設置為 2.7GHz,將跨度設置為小于或等于分析儀的實時帶寬。根據信號電平的需要設置參考電平。 將Trigger設置為使用外部Trig In源,并在必要時調整電平。現在,RF 脈沖的前沿將在時間概覽顯示中可見。

2. 在Trigger > Advanced選項卡下,將Trigger Position設置為 10%,并勾選“ Trigger each segment of Swept acquires ”復選框。

3. 在時間概覽顯示中,將分析長度調整為 80us,以便整個射頻脈沖顯示在顯示中。時間 概覽顯示中的小紅線說明了正在執行頻譜測量的位置。測量的水平位置(偏移)由用戶設置,頻譜測量的長度通常由頻譜顯示的RBW確定。在這里,我們可以看到頻譜測量“跨越”了脈沖的上升沿。

調整頻譜 偏移,使頻譜測量在射頻脈沖達到其全幅后開始,在本例中約為 1.5us。

4. 調整頻譜顯示上的RBW ,同時查看時間概覽顯示中的頻譜長度。隨著 RBW 減小,頻譜長度增加。調整 RBW,直到頻譜長度占據整個脈沖寬度(但不超過它)。在這種情況下,30kHz 的 RBW 會產生 74.3us 的頻譜長度,“適合”RF 脈沖。這是可用于此脈沖寬度的最窄 RBW。

5. 在 Spectrum display Settings > Prefs選項卡下,根據需要調整 Trace 點的數量。

6. 現在頻譜測量和射頻脈沖的時序關系正確對齊,可以進行寬帶頻譜測量。關閉時間概覽顯示,并在頻譜分析儀上根據需要設置開始和停止(或中心和跨度)頻率。此 18GHz 掃描在不到 15 秒內完成,脈沖的所有雜散和諧波發射都在一次掃描中捕獲。
