淺談提高頻譜分析儀靈敏度的有效途徑
2015-08-19
在日常無線電監(jiān)測和干擾排查中，我站最常用、最主要的儀器設備是頻譜分析儀，技術人員經(jīng)常要利用該儀器捕捉、分析有用信號及干擾信號，當信號弱、難以捕捉時，就必須想方設法提高該儀器的靈敏度。筆者在多年實際監(jiān)測工作中就如何提高頻譜儀的靈敏度找到了幾條可行途徑，現(xiàn)在此作以簡單介紹。
(1)減小分辨率帶寬
信號分辨率由中頻(IF)濾波器帶寬決定。頻譜分析儀在對某個信號調(diào)諧時，便描繪出它的中頻濾波器的響應曲線形狀。因此，若兩個等幅信號的頻率十分靠近，則兩個信號濾波響應曲線的頂部可能相互重迭，表現(xiàn)為單一響應。若兩個信號的幅度不等，但仍靠在一起，則較小的信號可能隱藏在較大的信號之下，因而出現(xiàn)測量誤差。所以，對于兩個相近的信號，頻譜儀的分辨力取決于濾波器的帶寬，即取決于分辨率帶寬RBW。 通過多年工作積累，筆者總結了一個經(jīng)驗，即分辨率帶寬每增加10倍，頻譜儀顯示噪聲電平便提高10倍。如果要區(qū)分兩個靠近的信號，理論上分辨率帶寬RBW必須小于或等于待分辨的兩個信號的頻率間隔，在實際工作中分辨率帶寬RBW設置要盡可能小。因此在實際利用頻譜分析儀測試中可以通過減小分辨率帶寬RBW來提高頻譜分析儀的靈敏
度。例如在監(jiān)測FM廣播99.5 MHz～102.5 MHz頻段時，當RBW設置為100 kHz時，該頻段的f1=100.6 MHz(江西吉安交通娛樂廣播)，f2=101.1 MHz(江西宜春人民廣播電臺交通生活廣播)，f3=102.1 MHz(江西吉安人民廣播電臺)三個廣播信號全部清晰地監(jiān)測出來了(如圖1所示)。但當分辨率帶寬RBW設置為300 kHz時(其它參數(shù)不變)，f2信號則被淹沒在f1信號當中(見圖2)，將給監(jiān)測帶來了很大的誤差。
(2)視頻帶寬設置盡可能小
頻譜儀顯示的譜線是信號加噪聲，因此當信號接近噪聲電平時，附加的噪聲疊加在掃描線上，致使難以讀取信號。根據(jù)多年監(jiān)測經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)：檢波前的噪聲可以通過較窄的分辨帶寬來降低，從而降低檢波器的噪聲輸出電平;檢波后的噪聲則通過窄帶視頻濾波器來平滑減少噪聲波動，因此可以通過減小視頻帶寬來提高頻譜儀的靈敏度。例如在監(jiān)測DS-9頻道江西衛(wèi)視伴音(198.750 MHz)時，當視頻帶寬VBW設置為100 kHz時，伴音信號被淹沒在噪聲中，從而無法正常監(jiān)聽(見圖3)。減小VBW為3 kHz時(其它參數(shù)不變)，伴音信號顯示出來了，監(jiān)聽正常
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