3.3.2. ЦИФРОВЫЕ СВЧ-РАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Федеральная комиссия связи (ФКС) определяет требования к цифровым СВЧ-устройствам в разделе 21.106. Графически для передатчика 6 ГГц эти требования иллюстрируются рис. 3.4.

Две точки должны быть установлены и проверены. Ширина спектра иа уровне 50 дБ от передаваемой средней мощности не должна превышать допустимую полосу, а выходной уровень должен быть по мень-

Рнс. 3.4. Допускаемая ФКС полоса частот для СВЧ 6 ГГЦ передатчика

Рис. 3.5. Измеряемая полоса на уровне 50 дБ

шей мере иа 80 дБ ниже на частотах, выходящих за ограничения ФКС. Помимо измерений занимаемой полосы частот анализатор спектра может быть использован для других целей, в том числе для проверки и установки максимальной выходной мощности, формы и симметрии в стороне от несущей, измерения уровня амплитуд при нескольких передачах на одну антенну, интерференционных перекрестных помех и при ориентации антенны.

Документ ФКС 21.106 определяет, что для передач с дискретной модуляцией на частотах ниже 15 ГГц в любой полосе 4 кГц, в которой центральная частота удалена от указанной частоты более чем иа 50 % «вверх», включая 250 % допустимой полосы, ослабление ниже среднего выходного уровня (ослабление более 80 дБ не требуется) следует определять по формуле

Л = 35 + 0,8(Р - 50) + lOlogB,

где Р - процентное удаление от несущей и В - допустимая полоса, МГц. При этом определяемое ослабление ие должно быть ниже 50 дБ. Для передач иа частотах выше 15 ГГц используются другие соотношения. ФКС оговаривает допустимые полосы 30 МГц прн 6 ГГц н 40 МГц прн 11 ГГц.

Измерения на соответствие условиям ФКС

Занимаемая полоса. Полоса измеряется в точках 50 дБ при 6 ГГц и 51 дБ при 11 ГГц, как оговорено пределами ФКС. Полоса 50 МГц требуется для измерений относительного уровня (дБ), а не для определения мощности (дБм).

Следует измерять занимаемую полосу в точке на уровне 50 дБ (51 дБ для 11 ГГц) от «среднего уровня мощности на выходе», как показано на рис. 3.5. Если пренебречь мощностью за пределами полосы

пропускания выходного фильтра, то средняя выходная мощность будет такой же, как в отсутствие модуляции, и применима формула для относительного уровня 10 log(Bm o), где Вш - шумовая полоса измерений, а /с - частота сигнала.

На первом этапе измерения определяются относительный уровень между отображаемыми пиками сигналов и средним уровнем мощности, Этот уровень обычно указывают изготовители. Пользователь может его рассчитать 10 \og{Bmlfc), 50 или 51 дБ измеряются по отношению к глайгому лепестку спектра сигнала. Важно иметь в виду, что фактическиизмеренная полоса не обязательно составит 4 кГц вследствие измерений относительного уровня.

Если указанная скорость передачи 30,086 МГц, тогда 10 log (4 кГц/30,086 МГц)=-38,76 дБ. При такой высокой скорости ошибка среза выходного фильтра близка к 0,8 дБ и изготовитель указывает, что главный лепесток на 38 дБ ниже средней мощности на выходе фильтра. Обе величины встречаются в документации ФКС, хотя ссылка на выход фильтра делает технические требования несколько более жесткими. На рис. 3.6 показана форма спектра при использовании трех различных полос разрешения. В каждом случае форма неизменна и ширина полосы составляет 36 МГц при понижении на 12 дБ. Изменения полосы в каж дом случае в 10 раз перемещают спектр на 10 дБ (1 log 10=10 дБ) однако это перемещение не сказывается на измерении ширины полосы.

Рис. 3.6. Форма спектра при различных полосах разрешения

3 3 3 ПРОСАЧИВАНИЕ ЧЕРЕЗ ФИЛЬТР

Выходной уровень в полосе шумов 4 кГц должен быть по меньшей мере на 80 дБ ниже среднего выходного уровня вне 250 °/о оговоренной полосы. Без выходного фильтра уровни боковых лепестков понижены только на 11 дБ (рис. 3.7). Выходной фильтр должен снизить их до уровня - 80 дБ.

Рисунок 3.8 иллюстрирует соответствующее измерение. Результат можно интерпретировать двояко. Проще считать отображаемый пик подавленным на 10 log (4 кГцДс) и к этому значению добавить относительный уровень просачивания, тогда 38+53=91 дБ. В другом варианте рассматривается эффект полосы, используемой при измерениях. Полоса разрешения 300 кГц анализатора спектра с отношением 4 к 1, 60 дБ

1,г 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

сд,яь ю

20 30 40

so so

70

0,8 0,6

о,"

40 50 60

70

Рис. 3.7. Уровни боковых лепестков без выходного фильтра

Рис. 3.8. Уровни боковых лепестков на выходе фильтра

к 6 дБ соответствует шумовой полосе 300-0,8=240 кГц. Поэтому главный лепесток составляет 10log (240 кГц/30,086 МГц) =62 дБ. Измерения показывают уровень, более чем на 10 дБ лучше требуемого.

Важно, чтобы уровень собственных шумов анализатора спектра был ниже требуемого для проведения измерений.

3.3.4. ПРОЧИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Как указывалось Еыше, помимо измерений, предусмотренных ФКС, могут быть выполнены и другие. Ниже приводятся некоторые прйШры.

Баланс уровня нескольких несущих. На рис. 3.9 показаны два дискретных радиосигнала, передаваемых одной антенной. Хотя предполагается, что уровень амплитуд этих сигналов одинаков, в действительности это не так. При установке цены деления 2 дБ/дел (рис. 3.10) видно, что амплитуды различаются на 1 дБ.

Симметрия спектра. Форма спектра до выходного фильтра показана на рис. 3.11 и 3.12. Из рис. 3.11 следует, что амплитуда одной боковой отличается от амплитуды другой более чем на 2 дБ. Анализатор спектра 492 позволяет увидеть эту разницу в большем масштабе. На рис. 3.12 левая боковая развернута на весь экран и ее амплитуда по отношению к главному лепестку составляет 13,25 дБ. Так как sin х\х Дает 13,26 дБ, очевидно, что правая боковая некорректна.

Интерференция. Паразитная интерференция оценивается при использовании накопительного дисплея, обеспечивающего надежное хра-