了得網工業技術_無線通信儀表與測試應用（第3版）

編輯推薦

1.實用性。本書以作者在測試工作中的實際經驗為依托，配合圖形和操作實例介紹儀表使用方法和使用技巧，具有很強的實用性。
2.先進性。作者多年來參與我國無線通信測試標準的研究、制定和執行，深刻把握技術前沿，為本書精選典型的測試實例。
3.普遍適用性。本書所介紹的儀表新舊結合，以國內普遍使用的產品為主、兼顧國際知名廠商和國產儀表，具有普適性、代表性。
4.易學易用性。本書的指標介紹刪繁就簡、操作介紹簡明清晰、測試實例典型翔實。知識結構體繫化，便於讀者學習、操作。

內容簡介

儀表是無線通信工程測試的基礎。本書介紹了當前無線通信測試中常用儀表（如示波器、信號發生器、頻譜分析儀、網絡分析儀、綜合測試儀等）的基礎理論和使用技巧，並結合目前主流無線通信技術標準，對這些儀表在2G/3G、LTE、LTE-Advanced、WLAN、MIMO OTA、物聯網、衛星導航、無線電監測等繫統中的測試應用進行了介紹，同時探討了5G測試的相關技術。本書根據作者在測試工作中的實際經驗編寫，沒有過多的理論推導，配合圖形和操作實例來介紹儀表的使用方法和使用技巧，具有很強的實用性。

作者簡介

張睿，就職於中國信息通信研究院泰爾終端實驗室，國家一級計量考評員；電子學會電磁兼容分會委員；曾主持建立多個行業計量標準，主持起草《CDMA數字移動通信綜合測試儀校準規範》等十多個國家的行業標準和計量校準規範；出版《移動智能終端技術與測試》等專著；作為發明人獲得發明專利七項。
周峰，中國信息通信研究院泰爾實驗室高級工程師，工學博士；發表技術論文五十餘篇，作為發明人申請發明專利十餘項；著有《移動通信天線技術與工程應用》。
郭隆慶，現就職於中國信息通信研究院泰爾實驗室，高級工程師；長期從事移動通信測試和計量工作，曾主持起草多項國家和行業計量標準，負責多個國家和部級科研項目。

第 1章無線通信繫統的測試基礎1

1.1 無線通信繫統1

1.1.1 無線通信的基本概念1

1.1.2 信號與通信繫統概述2

1.1.3 無線通信繫統組成與電波傳播5

1.2 無線通信中的測量值8

1.2.1 概述8
第 1章無線通信繫統的測試基礎1

1.1 無線通信繫統1

1.1.1 無線通信的基本概念1

1.1.2 信號與通信繫統概述2

1.1.3 無線通信繫統組成與電波傳播5

1.2 無線通信中的測量值8

1.2.1 概述8

1.2.2 相關量綱單位基礎9

1.2.3 電壓dB與功率dB的區別10

1.2.4 功率與電平11

1.2.5 衰減和增益的計算12

1.2.6 分貝與百分比之間的相互轉化13

1.2.7 dB值的計算方法14

1.2.8 dBμV、dBμVemf與dBm18

1.2.9 一些參考值19

1.3 無線通信繫統中的測量參數和相關測試儀表22

1.3.1 信噪比22

1.3.2 噪聲22

1.3.3 噪聲因子和噪聲繫數23

1.3.4 相位噪聲24

1.3.5 S參數25

1.3.6 場強27

1.3.7 天線增益27

1.3.8 峰值因子28

1.3.9 信道功率和鄰道功率29

1.3.10 誤差矢量幅度29

1.3.11 A/D和D/A轉換器的動態範圍30

1.3.12 dB（FS）31

1.4 測量不確定度31

1.4.1 不確定度的概念32

1.4.2 不確定度與誤差的區別32

1.4.3 不確定度的來源33

1.4.4 不確定度參考標準和文件33

參考文獻33

第 2章信號發生器34

2.1 信號和信號發生器34

2.1.1 基帶信號發生器和任意波發生器34

2.1.2 模擬信號發生器和連續波信號37

2.1.3 矢量調制信號發生器40

2.1.4 信號發生器使用技巧和注意事項45

2.1.5 典型信號發生器介紹48

2.2 有關信號發生器的測試實例51

2.2.1 產生功率精準、穩定的連續波信號51

2.2.2 產生多路相位相參信號53

2.2.3 生成衛星導航信號57

2.2.4 數字信號的誤比特率測量61

2.2.5 功率放大器數字預失真測量63

2.2.6 LTE-A信號產生方案66

2.2.7 5G信號生成的若干進展70

參考文獻74

第3章頻譜分析儀76

3.1 頻譜分析儀原理76

3.1.1 概述76

3.1.2 快速傅裡葉變換分析儀（FFT分析儀）77

3.1.3 超外差式分析儀78

3.1.4 實時頻譜分析儀85

3.2 頻譜分析儀的典型指標86

3.2.1 中頻濾波器特性87

3.2.2 相位噪聲87

3.2.3 頻譜分析儀的固有噪聲87

3.2.4 頻譜分析儀的非線性特性88

3.2.5 1dB壓縮點89

3.2.6 動態範圍89

3.2.7 頻譜測量精度90

3.2.8 電平測量精度90

3.3 典型頻譜分析儀介紹90

3.3.1 R&S公司頻譜分析儀90

3.3.2 是德科技（Keysight，前身為安捷倫）頻譜分析儀92

3.3.3 安立（Anritsu）公司頻譜分析儀93

3.4 頻譜分析儀使用注意事項及使用技巧94

3.4.1 選擇合適的分辨力帶寬（RBW）94

3.4.2 提高測量精度96

3.4.3 優化低電平測量的靈敏度97

3.4.4 為失真測量優化動態範圍100

3.4.5 識別內部失真成分102

3.4.6 優化瞬態測量的測量速度103

3.4.7 選擇合適的檢波/顯示模式104

3.5 使用頻譜分析儀的典型測試實例106

3.5.1 脈衝信號的測量106

3.5.2 WCDMA信號的鄰道功率測量111

3.5.3 雜散發射（傳導）測量114

3.5.4 使用便攜式頻譜儀進行基站信號的外場測試123

參考文獻126

第4章矢量信號分析方法和儀表127

4.1 矢量分析方法和矢量誤差127

4.1.1 矢量信號分析的技術背景127

4.1.2 矢量調制誤差的測量原理128

4.2 矢量信號分析儀及使用131

4.2.1 矢量信號分析儀的結構和使用131

4.2.2 通過矢量信號分析儀判斷調制誤差原因139

4.2.3 典型矢量信號分析儀介紹147

4.2.4 矢量信號分析儀測量大失真信號的缺陷及改進150

4.2.5 矢量信號分析儀的計量154

4.3 使用矢量信號分析儀的測試實例155

4.3.1 GSM調制信號測試實例155

4.3.2 定位多模基站不同制式間干擾問題158

4.3.3 使用矢量信號分析儀測量AM和PM信號參量160

4.3.4 DTMB數字地面電視信號的解調分析164

4.3.5 LTE繫統的數字調制測量167

4.3.6 5G信號矢量解調測量的進展169

參考文獻171

第5章無線通信綜合測試儀174

5.1 綜合測試儀原理174

5.1.1 引言174

5.1.2 原理和框圖174

5.2 綜合測試儀主要指標介紹177

5.3 綜合測試儀典型儀表介紹179

5.4 典型使用案例182

5.4.1 使用綜測儀進行LTE終端語音測量182

5.4.2 使用多端口綜測儀在非信令模式下提高產線測試速度190

5.4.3 WCDMA手機測試192

5.4.4 使用綜測儀進行TD-LTE手機測試196

參考文獻208

第6章功率計209

6.1 概述209

6.2 功率測量基本概念209

6.2.1 微波功率的幾個不同表達式209

6.2.2 微波功率的幾個不同定義211

6.3 功率計的基本原理214

6.3.1 熱敏式功率計214

6.3.2 熱偶式功率計217

6.3.3 二極管功率計220

6.4 微波功率計的主要技術指標224

6.4.1 頻率範圍224

6.4.2 功率測量範圍224

6.4.3 參考校準源224

6.4.4 功率測量線性度224

6.4.5 功率傳感器的阻抗特性225

6.5 微波功率測量不確定度分析模型225

6.5.1 失配誤差225

6.5.2 功率靈敏度的不穩定性227

6.5.3 功率指示器的誤差227

6.6 微波功率計的選擇228

6.6.1 脈衝調制信號228

6.6.2 AM/FM信號229

6.6.3 脈衝調制信號229

6.6.4 互調測試230

6.7 功率計典型應用230

6.7.1 校準信號發生器輸出功率230

6.7.2 用脈衝功率傳感器和功率計進行WiMAX信號測量231

6.8 典型功率傳感器介紹234

參考文獻238

第7章示波器239

7.1 示波器概述239

7.1.1 示波器與信號測量239

7.1.2 模擬示波器和數字示波器241

7.2 示波器的基本原理243

7.2.1 數字示波器的采樣243

7.2.2 數字示波器的觸發246

7.2.3 示波器的抖動測量能力249

7.2.4 數字示波器的波形平滑功能252

7.2.5 數字示波器的直流測量能力254

7.2.6 示波器的測量速度255

7.2.7 數字示波器的FFT和混合域分析256

7.3 示波器的配套探頭259

7.3.1 探頭和探頭附件概述259

7.3.2 探頭使用的注意事項263

7.4 示波器的指標和典型儀表267

7.4.1 示波器的指標267

7.4.2 示波器典型儀表介紹273

7.5 示波器的操作和使用275

7.5.1 示波器4個基本繫統的設置275

7.5.2 示波器的使用注意事項280

7.6 測量實例283

7.6.1 若干簡單測量項目283

7.6.2 高速信號互連測試繫統284

7.6.3 脈衝信號的瞬態參量測試291

7.6.4 射頻調制脈衝參數測量295

7.6.5 基於示波器的矢量解調300

7.6.6 混合域示波器在物聯網研發中的應用303

參考文獻308

第8章矢量網絡分析儀310

8.1 概述310

8.2 微波網絡的散射參數310

8.2.1 線性散射參數的概念310

8.2.2 二端口網絡的反射特性和傳輸特性312

8.2.3 非線性散射參數的概念318

8.3 網絡分析儀基礎323

8.3.1 網絡分析儀的基本原理323

8.3.2 網絡分析儀的基本結構323

8.4 網絡分析儀的校準技術328

8.4.1 網絡分析儀測量誤差模型328

8.4.2 網絡分析儀的校準方法332

8.5 網絡分析儀典型應用342

8.5.1 濾波器的測試343

8.5.2 放大器的測試344

8.5.3 無線充電設備的測試356

8.5.4 器件脈衝參數的測試362

8.5.5 噪聲繫數的測試366

8.5.6 自適應天線的測試373

8.6 網絡分析儀使用技巧377

8.6.1 靈活的掃描方式377

8.6.2 靈活的測試開放接口378

8.6.3 時域選通功能380

8.6.4 測試點數對測試結果的影響382

8.6.5 雙源激勵的新應用模式383

8.6.6 接收機電平精度校準385

8.7 矢量網絡分析儀典型型號介紹389

8.7.1 Keysight公司矢量網絡分析儀典型型號389

8.7.2 R&S公司矢量網絡分析儀典型型號392

8.7.3 Anritsu公司矢量網絡分析儀典型型號394

參考文獻395

第9章其他測量儀表介紹396

9.1 噪聲繫數測量儀表396

9.1.1 概述396

9.1.2 噪聲繫數概念396

9.1.3 噪聲繫數測量方法398

9.1.4 如何提高噪聲繫數測量精度401

9.1.5 噪聲繫數頻率擴展測量409

9.1.6 典型噪聲源和噪聲繫數測試儀介紹412

9.2 無線信道模擬儀表413

9.2.1 無線信道模型概述413

9.2.2 無線信道傳播特性414

9.2.3 無線信道模擬器的原理418

9.2.4 典型應用419

9.2.5 無線信道模擬器典型儀表介紹431

9.3 路測類儀表439

9.3.1 路測儀的結構和功能439

9.3.2 典型的路測儀表介紹441

9.4 天饋線測量儀表447

9.4.1 典型測試實例447

9.4.2 典型天饋線測試儀介紹451

9.5 無源互調測量儀表453

9.5.1 無源互調基本概念和原理453

9.5.2 無源互調測試繫統的基本結構456

9.5.3 無源互調測試應用459

9.5.4 無源互調測試儀典型儀表介紹461

9.6 相位噪聲測量儀表464

9.6.1 相位噪聲基本概念464

9.6.2 相位噪聲測量方法467

9.6.3 相位噪聲測量典型儀表介紹472

參考文獻475

第 10章無線通信繫統測試中儀表的典型應用476

10.1 移動通信繫統收發信機測試476

10.1.1 概述476

10.1.2 發射機測試477

10.1.3 接收機測試485

10.2 終端（手機）射頻測試487

10.2.1 終端（手機）射頻測試概述487

10.2.2 主要射頻測試項目和測試示例488

10.2.3 終端射頻一致性認證測試平臺491

10.3 移動終端的空中性能測試494

10.3.1 空中性能測試（OTA）的概念494

10.3.2 OTA的測試參數494

10.3.3 OTA的測試方法和測試繫統494

10.3.4 MIMO OTA測試496

10.4 GNSS 原理及測試方案500

10.4.1 GNSS概述500

10.4.2 導航衛星模擬器502

10.4.3 R&S導航接收機測試503

10.5 無線電信號監測507

10.5.1 無線電信號監測概述507

10.5.2 無線電信號監測技術508

10.5.3 使用便攜式頻譜分析儀進行無線電信號監測的應用實例512

10.6 車載緊急呼叫（eCall）繫統測試516

參考文獻519

第 11章測試自動化520

11.1 自動測試繫統的概念與組成520

11.2 虛擬儀器521

11.2.1 虛擬儀器的概念521

11.2.2 虛擬儀器的特點522

11.3 自動測試繫統軟件開發環境525

11.3.1 LabView525

11.3.2 LabWindows/CVI528

11.3.3 VEE531

11.3.4 CMWcards534

11.4 自動測試繫統總線技術535

11.4.1 GPIB總線技術535

11.4.2 VXI總線技術538

11.4.3 PXI總線技術541

11.4.4 LXI總線技術545

11.5 應用及編程實例548

11.5.1 實例1—基於模塊化儀器的RFID測試繫統548

11.5.2 實例2—使用矢量信號發生器產生GSM脈衝調制信號550

參考文獻552

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