11.2.2　增益频率响应测量

增益频率响应又称增益-频率特性，是指在信号频带宽度内系统或单个设备放大器增益随频率变化的情况。我们通常用“增益波动指标”，即指在工作频段内增益波动的峰-峰值来衡量这种变化，这个指标又可称为增益平坦度(Gain flatness)。增益-频率特性是链路系统和设备的一个重要指标。

以某C波段上行测控链路为例，增益平坦度指标为：±0.5 dB(10 MHz带宽)。此指标的意义是，在以被测频点为中心的10 MHz带宽内，上行系统输出信号增益波动的峰-峰值之间的差值应在1 dB之内才能符合要求。

对于上行系统，通常的测试方法是在输入端用扫频信号源送入一个符合频率及带宽要求的扫频信号，而在上行系统的输出端用频谱分析仪耦合接入到高功率放大器的输出端，测量系统增益随频率的变化。

对于下行链路增益频响测试，通常的方法有两种。一种与上行类似称为“注入信号法”，即在低噪声放大器输入端波导耦合口用扫频信号源送入一个符合频率及带宽要求的扫频信号，用频谱分析仪接入到下变频器的输出端，测量系统输出信号的频谱。第二种方法为“噪声法”，先将天线对“冷空”，之后直接用频谱仪在下变频器输出端测量系统输出信号的频谱，不需在低噪声放大器前用信号源注入信号。所依据的原理是，天线对冷空时所接收的信号可认为是AWGN(加性高斯白噪声)信号，AWGN的频谱在理论上为一条水平直线。这样的信号经过系统后得到的频谱就可显示系统的频率响应特性。测量原理框图见图11-13。

1)上行链路增益频响测量

对于上行链路，测量的具体步骤如下：

(1)按图11-13a连接上行系统，并预热1小时以上；

(2)确认高功率放大器输出接负载或天线对冷空；

(3)设置上变频器频率为待测频率；

(4)将扫频信号源先设置在CW模式(点频输出模式)，输出频率置为70 MHz，输出功率电平按要求设置好，此时信号源不要射频输出(RF OFF状态)；

(5)打开信号源射频输出(RF ON状态)，调整高功率放大器衰减使高功率放大器达到额定输出功率；

(6)将信号源设置为扫频状态，中心频率为70 MHz，带宽设为可覆盖待测所需带宽。如待测带宽为10 MHz则扫频带宽可设为15 MHz。输出功率电平不变，扫描时间通常设为20 s；

图11-13　增益频率响应测量原理框图

(a)上行链路；(b)下行链路

(7)设置频谱仪参数；

(8)待增益频响曲线在频谱仪上显示稳定后，先用“peak_search”键将“marker”光标点置于曲线上的最大点上，之后按下“Δmarker”键，使用拨轮将“Δmarker”光标移到曲线上增益最小点上(即“marker”光标点与“Δmarker”光标点最大差值点处，此值也就是增益频响曲线的峰-峰值)；

(9)记录显示的结果。

2)下行链路增益频响测量

对于下行链路，测量的具体步骤如下：

(1)按图11-13b连接下行系统，并预热1 h以上；

(2)将天线对冷空；

(3)设置下变频器频率为待测频率；

(4)对于“注入信号法”，设置扫频信号源为扫描输出，中心频率置为待测频带的中心频率，调整输出功率使其折算到低噪声放大器输入端达到-75 dBm。扫描带宽设为可覆盖待测带宽，如待测带宽为10 MHz则扫频带宽可设为15 MHz，扫描时间通常设为20 s；

(5)设置频谱仪参数；

(6)待增益频响曲线在频谱仪上显示稳定后，先用“peak_search”键将“marker”光标点置于曲线上的最大点上，之后按下“Δmarker”键，使用拨轮将“Δmarker”光标移到曲线上增益最小点上(即“marker”光标点与“Δmarker”光标点最大差值点处，此值也就是增益频响曲线的峰-峰值)；

(7)记录显示的结果。