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第1章 无线通信系统的测试基础1

1.1 无线通信系统1

1.1.1 无线通信的基本概念1

1.1.2 信号与通信系统概述2

1.1.3 无线通信系统组成与电波传播5

1.2 无线通信中的测量量值8

1.2.1 概述8

1.2.2 相关量纲单位基础8

1.2.3 电压dB与功率dB的区别9

1.2.4 功率与电平10

1.2.5 衰减和增益的计算11

1.2.6 分贝与百分比之间的相互转化12

1.2.7 dB值的计算方法14

1.2.8 dBμV、dBμVemf与dBm17

1.2.9 一些参考值18

1.3 无线通信系统中的测量参数和相关测试仪表20

1.3.1 信噪比20

1.3.2 噪声21

1.3.3 噪声因子和噪声系数22

1.3.4 相位噪声22

1.3.5 S参数24

1.3.6 场强25

1.3.7 天线增益26

1.3.8 峰值因子26

1.3.9 信道功率和邻道功率27

1.3.1 0误差矢量幅度28

1.3.1 1 A/D和D/A转换器的动态范围28

1.3.1 2 dB（FS）29

参考文献30

第2章 信号发生器31

2.1 信号和信号发生器31

2.1.1 基带信号发生器和任意波发生器31

2.1.2 模拟信号发生器和连续波信号34

2.1.3 矢量调制信号发生器38

2.1.4 信号发生器使用技巧和注意事项42

2.1.5 典型信号发生器介绍48

2.2 有关信号发生器的测试实例51

2.2.1 产生功率精准、稳定的连续波信号51

2.2.2 UWB信号的产生53

2.2.3 生成卫星导航信号57

2.2.4 建立用于一致性测试的TD-SCDMA信号62

2.2.5 数字信号的误比特率测量70

参考文献72

第3章 频谱分析仪74

3.1 频谱分析仪原理74

3.1.1 概述74

3.1.2 快速傅里叶变换分析仪（FFT分析仪）75

3.1.3 超外差式分析仪76

3.1.4 实时频谱分析仪83

3.2 频谱分析仪的典型指标84

3.2.1 中频滤波器特性85

3.2.2 相位噪声85

3.2.3 频谱分析仪的固有噪声85

3.2.4 频谱分析仪的非线性特性86

3.2.5 1dB压缩点87

3.2.6 动态范围87

3.2.7 频谱测量精度87

3.2.8 电平测量精度88

3.3 典型频谱分析仪介绍88

3.3.1 R＆S公司频谱分析仪88

3.3.2 安捷伦公司频谱分析仪90

3.3.3 安立（Anritsu）公司频谱分析仪91

3.3.4 泰克（Tektronics）公司实时频谱分析仪92

3.4 频谱分析仪使用注意事项及使用技巧93

3.4.1 选择合适的分辨力带宽（RBW）93

3.4.2 提高测量精度94

3.4.3 优化低电平测量的灵敏度96

3.4.4 为失真测量优化动态范围98

3.4.5 识别内部失真成分100

3.4.6 优化瞬态测量的测量速度101

3.4.7 选择合适的检波／显示模式103

3.5 使用频谱分析仪的典型测试实例105

3.5.1 脉冲信号的测量105

3.5.2 WCDMA信号的邻道功率测量110

3.5.3 WCDMA基站发射机的杂散发射（传导）测量112

参考文献122

第4章 矢量信号分析方法和仪表123

4.1 矢量分析方法和矢量误差123

4.1.1 矢量信号分析的技术背景123

4.1.2 矢量调制误差的测量原理124

4.2 矢量信号分析仪及使用127

4.2.1 矢量信号分析仪的结构和使用127

4.2.2 通过矢量信号分析仪判断调制误差原因135

4.2.3 典型矢量信号分析仪介绍143

4.2.4 矢量信号分析仪的计量145

4.3 使用矢量信号分析仪的测试实例146

4.3.1 GSM调制信号测试实例146

4.3.2 EDGE调制信号的测量149

4.3.3 WCDMA调制信号的测量151

4.3.4 WiMAX调制信号的测量155

4.3.5 ZigBee调制信号的测量158

4.3.6 使用矢量信号分析仪测量AM和PM信号参量160

4.3.7 DTMB数字地面电视信号的解调分析164

4.3.8 LTE系统的数字调制测量167

4.3.9 使用射频矢量分析仪表测试GSM/VAMOS169

参考文献175

第5章 无线通信综合测试仪177

5.1 综合测试仪原理177

5.1.1 引言177

5.1.2 原理和框图177

5.2 综合测试仪主要指标介绍180

5.3 综合测试仪典型仪表介绍182

5.3.1 典型仪表概述182

5.3.2 TD-SCDMA终端综合测试仪184

5.4 典型使用案例184

5.4.1 使用TD-SCDMA综测仪进行终端射频一致性测试184

5.4.2 WCDMA手机测试197

5.4.3 使用综测仪进行TD-LTE手机测试201

参考文献214

第6章 功率计215

6.1 概述215

6.2 功率测量基本概念215

6.2.1 微波功率的几个不同表达式215

6.2.2 微波功率的几个不同定义217

6.3 功率计的基本原理219

6.3.1 热敏式功率计219

6.3.2 热偶式功率计223

6.3.3 二极管式功率计226

6.4 微波功率计的主要技术指标229

6.4.1 频率范围229

6.4.2 功率测量范围230

6.4.3 参考校准源230

6.4.4 功率测量线性度230

6.4.5 功率传感器的阻抗特性231

6.5 微波功率测量不确定度分析模型231

6.5.1 失配误差231

6.5.2 功率灵敏度的不稳定性233

6.5.3 功率指示器的误差233

6.6 微波功率计的选择233

6.6.1 脉冲调制信号234

6.6.2 AM/FM信号234

6.6.3 脉冲调制信号234

6.6.4 互调测试235

6.7 功率计典型应用236

6.7.1 校准信号发生器输出功率236

6.7.2 用脉冲功率传感器和功率计进行WiMAX信号测量237

6.8 典型功率传感器介绍239

参考文献243

第7章 示波器244

7.1 示波器概述244

7.1.1 示波器与信号测量244

7.1.2 模拟示波器和数字示波器246

7.2 示波器的基本原理249

7.2.1 数字示波器的采样249

7.2.2 数字示波器的触发251

7.2.3 示波器的抖动测量能力255

7.2.4 数字示波器的波形平滑功能258

7.2.5 数字示波器的直流测量能力260

7.2.6 示波器的测量速度260

7.2.7 数字示波器的FFT和混合域分析262

7.3 示波器的配套探头265

7.3.1 探头和探头附件概述265

7.3.2 探头使用的注意事项269

7.4 示波器的指标和典型仪表273

7.4.1 示波器的指标273

7.4.2 示波器典型仪表介绍279

7.5 示波器的操作和使用280

7.5.1 示波器4个基本系统的设置280

7.5.2 示波器的使用注意事项285

7.6 测量实例288

7.6.1 若干简单测量项目288

7.6.2 高速信号互连测试系统290

7.6.3 锁相环（PLL）的抖动测试297

7.6.4 脉冲信号的瞬态参量测试306

7.6.5 混合域示波器在物联网研发中的应用309

参考文献314

第8章 矢量网络分析仪315

8.1 概述315

8.2 微波网络的散射参数315

8.2.1 线性散射参数的概念315

8.2.2 二端口网络的反射特性和传输特性317

8.2.3 非线性散射参数的概念322

8.3 网络分析仪基础327

8.3.1 网络分析仪的基本原理327

8.3.2 网络分析仪的基本结构328

8.4 网络分析仪的校准技术332

8.4.1 网络分析仪测量误差模型332

8.4.2 网络分析仪的校准方法336

8.5 网络分析仪典型应用346

8.5.1 滤波器的测试347

8.5.2 放大器的测试348

8.5.3 混频器的测试361

8.5.4 器件脉冲参数的测试366

8.5.5 噪声系数的测试370

8.6 网络分析仪使用技巧378

8.6.1 灵活的扫描方式378

8.6.2 灵活的测试开放接口379

8.6.3 时域选通功能381

8.6.4 测试点数对测试结果的影响382

8.6.5 双源激励的新应用模式383

8.6.6 接收机电平精度校准386

8.7 矢量网络分析仪典型型号介绍390

8.7.1 Agilent公司矢量网络分析仪典型型号390

8.7.2 R＆S公司矢量网络分析仪典型型号393

8.7.3 Anritsu公司矢量网络分析仪典型型号393

参考文献394

第9章 其他测量仪表介绍396

9.1 噪声系数测量仪表396

9.1.1 概述396

9.1.2 噪声系数概念396

9.1.3 噪声系数测量方法398

9.1.4 如何提高噪声系数测量精度401

9.1.5 噪声系数频率扩展测量409

9.1.6 典型噪声源和噪声系数测试仪介绍411

9.2 无线信道模拟仪表413

9.2.1 无线信道模型概述413

9.2.2 无线信道传播特性414

9.2.3 无线信道模拟器的原理417

9.2.4 典型应用418

9.2.5 无线信道模拟器典型仪表介绍429

9.3 路测类仪表434

9.3.1 路测仪的结构和功能434

9.3.2 典型的路测仪表介绍436

9.3.3 路测仪在TD-SCDMA网络优化中应用举例440

9.4 天馈线测量仪表441

9.4.1 典型测试实例441

9.4.2 典型天馈线测试仪介绍446

9.5 无源互调测量仪表447

9.5.1 无源互调基本概念和原理447

9.5.2 无源互调测试系统的基本结构450

9.5.3 无源互调测试应用452

9.5.4 无源互调测试仪典型仪表介绍455

9.6 相位噪声测量仪表457

9.6.1 相位噪声基本概念457

9.6.2 相位噪声测量方法460

9.6.3 相位噪声测量典型仪表介绍465

参考文献468

第10章 无线通信系统测试中仪表的典型应用470

10.1 LTE系统的测试470

10.1.1 LTE概述470

10.1.2 LTE的技术特点和测试方案471

10.2 单信道和多信道TD-SCDMA基站功率放大器测试487

10.2.1 概述487

10.2.2 TD-SCDMA信号概述488

10.2.3 测试系统489

10.2.4 生成测试信号490

10.2.5 测试项目、测试方法和仪表设置技巧490

10.3 使用矢量信号发生器和频谱分析仪进行cdma2000基站测试501

10.3.1 概述501

10.3.2 测试系统使用的仪表及其作用502

10.3.3 测试连接和测试模式502

10.3.4 测试方法504

10.4 WCDMA终端测试522

10.4.1 WCDMA终端测试概述523

10.4.2 WCDMA终端测试标准和测试方法524

10.5 RFID信号的测量532

10.5.1 RFID技术概述533

10.5.2 RFID技术原理533

10.5.3 RFID信号的产生与分析536

10.5.4 RFID测试方案介绍538

10.6 MIMO信号模拟和测试系统541

10.6.1 MIMO技术简介542

10.6.2 MIMO信号模拟和测试系统实现方案543

10.7 CPRI原理及测试解决方案547

10.7.1 CPRI测试概述547

10.7.2 CPRI原理547

10.7.3 CPRI测试解决方案549

10.8 无线电信号监测552

10.8.1 无线电信号监测概述552

10.8.2 无线电信号监测技术554

10.8.3 使用便携式频谱分析仪进行无线电信号监测的应用实例557

参考文献561

第11章 测试自动化562

11.1 自动测试系统的概念与组成562

11.2 虚拟仪器563

11.2.1 虚拟仪器的概念563

11.2.2 虚拟仪器的特点564

11.3 自动测试系统软件开发环境566

11.3.1 LabView567

11.3.2 LabWindows/CVI570

11.3.3 VEE573

11.4 自动测试系统总线技术575

11.4.1 GPIB总线技术576

11.4.2 VXI总线技术579

11.4.3 PXI总线技术582

11.4.4 LXI总线技术585

11.5 应用及编程实例588

11.5.1 实例1——基于模块化仪器的RFID测试系统588

11.5.2 实例2——使用矢量信号发生器产生GSM脉冲调制信号590

参考文献592

附录 安全使用仪表注意事项594