11.2.4　相位噪声测量

卫星地面站链路系统中的相位噪声主要来源于变频器，更进一步说是来自其中的倍频器件，因为变频器中使用的本振大多是倍频振荡器。相位噪声可看作是由一个纯净载波和许多窄带噪声迭加引起的，窄带噪声可等效分解为能量各半的正弦调幅波和调相波。这样的信号经过n倍频后，转换到调幅边带的噪声功率密度将没有变化，而转换到调相边带的噪声功率密度将会增加n2倍，成为相位噪声。如果n较大，倍频后的调幅边带与调相边带相比可忽略不计，此时的噪声几乎全部是相位噪声。现在的卫星地面站大都采用PSK调制技术，因而变频器及系统中产生的相位噪声将对链路质量有着严重的影响。

在工程中一般使用频谱仪法测量相位噪声，既在系统的输入端送一个相位噪声很小的“净载波”，将频谱仪接到系统的输出端测量输出载波的相位噪声。测量原理框图见图11-15。

1)上行链路相位噪声测量

对于上行链路，测量的具体步骤如下：

(1)按图11-15a连接上行系统，并预热1 h以上；

(2)确认高功率放大器输出接负载或天线对冷空；

(3)设置上变频器的频率为待测频点的频率；

(4)信号源输出一个70 MHz的单点频信号；

图11-15　相位噪声测量原理框图

(a)上行链路；(b)下行链路

(5)在频谱仪上读取距离载波100 Hz处，噪声对载波的功率谱密度值，以此方法再分别测量距离载波1 kHz、100 kHz、1 MHz处的值，并记录；

(6)在测量带宽内，记录所有离散相位噪声分量(对应的频率和功率)；

(7)按如下公式计算相位抖动

式中J为相位抖动，单位为deg；Pn J为离散相位噪声功率，单位为mW；Ps J为载波信号功率，单位为mW。

2)下行链路相位噪声测量

对于下行链路，测量的具体步骤如下：

(1)按图11-15b连接下行系统，并预热1 h以上；

(2)确认天线对冷空；

(3)设置下变频器频率为待测频率；

(4)设置信号源输出频率为待测频点的频率的信号，调整输出功率使其折算到低噪声放大器输入端达到中等强度电平(如-75 dBm)；

(5)在频谱仪上读取距离载波100 Hz处，噪声对载波的功率谱密度值，以此方法再分别测量距离载波1 kHz、100 kHz、1 MHz处的值，并记录。