脈沖重複頻率和脈寬對(duì)脈沖相噪的靈敏度測試

1、引言

超低相位噪聲是對(duì)雷達測試設備的一個普遍要求，在航空、航天領域雷達信号多爲脈沖體制，而脈寬和脈沖重複頻率直接影響到雷達測距和測速的分辨率，如預警雷達需要長(cháng)脈寬和低脈沖重複頻率的信号；而脈沖多普勒體制雷達(PD雷達)則需要窄脈寬和高脈沖重複頻率的信号。如何準确測量不同脈寬和不同脈沖重複頻率下脈沖信号的相位噪聲顯得越來越迫切。過(guò)去，脈沖信号相位噪聲測試系統非常複雜和昂貴，而且需要把參考脈沖源和被(bèi)測源進(jìn)行同步，另外測量不同脈寬和不同脈沖重複頻率下相位噪聲的能(néng)力受限于PRF濾波器的個數。現在這(zhè)種(zhǒng)情況已成(chéng)爲曆史，帶R&S FSWP-K4選項的R&S FSWP能(néng)夠一鍵式完成(chéng)這(zhè)些測量，它能(néng)夠記錄信号，自動計算所有參數，比如脈沖重複頻率、脈沖寬度，自動構建PRF數字濾波器；解調信号并顯示相位噪聲和幅度噪聲，zui大偏置頻率範圍和測量校準自動進(jìn)行，工程師不需要擔心是否正确設置了正确的參數。在任何情況下，工程師可以定義脈沖門參數來避免脈沖沿的瞬态特性給測試結果帶來影響并從而提高靈敏度。同樣(yàng)還(hái)可以使用互相關技術來測量相位噪聲較好(hǎo)的信号源，目的是爲了補償由于脈沖調制帶來信号靈敏度的降低。

下面(miàn)的方程1描述了期望達到的動态範圍的提高量：

ΔL = 5·log(n)         [1]

ΔL: 通過(guò)互相關技術相位噪聲靈敏度的提高量(單位dB)

n: 互相關的次數

舉個例子,如果互相關的次數爲10,相位噪聲的靈敏度提高5dB.

2、理論分析

産生脈沖調制信号的通用方法是使用信号源來持續不斷對(duì)載波和脈沖波形進(jìn)行幅度調制， 在進(jìn)行調制之前，先介紹幾個脈沖的标準術語，圖1是脈沖信号的波形，表1表示脈沖信号幾個主要參數。

圖1、脈沖波形圖

表1、脈沖信号的标準術語

除了知道(dào)脈沖信号的時域特性外，脈沖信号的頻域特性也是非常重要的，由調幅原理可知道(dào)，産生調幅信号是通過(guò)載波和調制信号相乘來實現，而信号在時域的相乘等于信号在頻域的卷積。當号信号被(bèi)脈沖調制後(hòu)，信号的頻率譜密度會(huì)發(fā)生變化，圖2爲經(jīng)脈沖調制後(hòu)的頻率譜。頻率譜特性按脈沖重複頻率PRF(pulse RepeTITIon Frequency)爲等間隔的離散頻譜， 頻譜形狀爲sinx/x幸格函數。脈寬的倒數爲過(guò)零點的位置。

圖2、連續波經(jīng)脈沖調制後(hòu)的功率譜