频偏校准技术研究.pdf

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1、上海航天第29卷2012年第2期AEROSPACESHANGHAI文章编号：10061630(2012)02—0065—04频偏校准技术研究杨芳，施柳，李海松(上海航天电子技术研究所，上海201109)摘要：对用频谱仪测定调频指数和频偏的近载频比值法(CFSR)进行了研究。给出了方法的基本原理、测量误差、不同频偏指数适用范围，以及测量不准确度。讨论了大频偏指数时的调制频谱替代法(FMSS)。关键词：频偏校准；不确定度；近载频比值法；调制频谱替代法中图分类号：TM935文献标志码：AResearch

2、ofFrequencyDeviationCalibrationTechnologyYANGFang，SHILiu，LIHai—song(ShanghaiAerospaceElectricalTechnologyResearchInstitute，Shanghai201109，China)Abstract：Thecarrier-to—first—sidebandratio(CFSR)forthemeasurementofpercentagemodulationandfrequencydeviatio

3、nusingspectrumanalyzerwasstudiedinthispaper．Theprinciple，error，applicablerangeandrelativeuncertaintyofCFSRwerediscussed．Thefrequency-modulatedspectrumsubstitution(FMSS)usedforlargefrequencydeviationwasdiscussed．Keywords：Frequencydeviationcalibration；U

4、ncertainty；Carrier-to—first—sidebandratio；Frequency-modulatedspectrumsubstitution0引言为此，本文对CFSR，FMSS频偏校正技术进行了研究。调制度仪的载频一般低于1GHz，调制频率上限为200kHz，最大频偏为400kHz，并有去加重电路、解调频率和失真度测量功能等，可用于音频信号1近载频比值法测量小调频指数频偏处理。考虑音频信号的保真度，仪器在调制和解调频率范围须为人耳听到的单音频的10倍。在高保1．1基本原理真信

5、号调频发送过程中，通过高频加权网络对高频频谱仪大致可分为全景频谱仪、外差式频谱仪信号进行加重，解调时再用对应的低通网络作去加和快速傅里叶变换(FFT)分析仪三类。早期的全景重，以获得高信噪比的信号再现。因此，该类使用鉴频谱仪因采用多中频多频段结构，一致性较差，现已频电路的调制度测量仪的调制频率和频偏受客户定淘汰。FFT分析仪广泛用于数据采集与分析，大动位的限制，且在小频偏测量时因信噪比恶化，其精度态高频率分辨率应用时需多位高精度模数(AD)转明显劣于大频偏测量。在雷达等工程应用中，实际换和海量数据

6、运算，对内嵌系统要求较高。目前，在调频指标要求已超专业广播级要求，工业用微波领域中外差式频谱仪应用最广。随着信号与数IFR2305、HP8902、N5531S调制度仪等已无法保障字处理技术的发展，高性能频综、全数字中频、滑动科研型号的测量需要，必须对测量进行研究并拓展存储和信号处理等技术的应用使非实时扫描的外差其应用。式频谱仪具有更优异的动态、保真度和实时分析、处理能力。外差式频谱仪的原理如图l所示[】]。收稿日期：2011-10—09；修回日期：2012—0g一27通用类仪表频偏计量、校准中，当

7、峰值频偏量与作者简介：杨芳(1977)，女，工程师，主要从事微波计量、专用测试设备校准。调制频率比m>1时，常应用贝塞尔零示法。此法上海航天AER0SPACESHANGHAI第29卷2012年第2期式(1)取对数，输噘1，AA—Ao—Al一201gVO—Vl视频本振滤波器201g2—201gmF一6—201gmF．(2)二[T则有锯齿波显示mF—lO‘。加．(3)调频波的峰值频偏(频偏间接测量值)和调频指数及图1外差式频谱仪原理调制频率的关系可表示为Fig．1Principleofspectrum

8、analyzer‘-△F—fm×mF．(4)由式(3)、(4)可得仅适于离散的特征值(贝塞尔函数过零点)，且因采AF—fm×10‘△^．(5)用精度较高的频率计测频，故虽其精度较高但实际式中：-厂m为调制频率，可用频谱仪在小分辨率带宽工程测量并不普遍。当／72<1时，用贝塞尔零值法时直接读取[1]。在频谱仪上无法实现观测，而调制度仪的精度略差，考虑频谱仪混频器非线性影响会导致大信号输本文采用CFSR法以获得较准确的小调频指数频偏入时的幅值失真与小信号时的信噪比恶化，要求频测量结果。