GBT 11299.8-1989 卫星通信地球站无线电设备测量方法 第二部分分系统测量 第四节上变频器和下变频器.pdf 9页

'中华人民共和国国家标准卫星通信地球站无线电设备测量方法第二部分分系统测量GB11299.8一89第四节上变频器和下变频器MethodsofmeasurementforradioequipmentusedinsatelliteearthstationsPart21Measurementsforsub-systemsSectionFour-Upanddownconverters本标准为《卫星通信地球站无线电设备测量方法》系列标准之一。1主题内容与适用范围本标准规定r一住星通信地球站发射机和接收机内上、下变频器电性能的测量适用于木系列标准GB11299.1((卫星通信地球站无线电设备测量方法沪总则”图1所示的分系统2概述2门上变频器F变频器是发射链路的一个分系统，它把中频信号(例如70MHz)变换成射频信号(例如6GHz),图1给出了次变频的L变频器典型方框图，为了便于频率变换，在某些情况下，可能采用一次或多次混频图1所示的上变频器主要由中频级、混频器、本地振荡器和射频级组成，混频器后加一个滤波器。以抑制在卜变频器输出端出现的本地振荡器信号和其他杂散信号，中频均衡器用于补偿上变频器的幅度和群时延特性，而单独附加的中频幅度均衡器和群时延均衡器分别用于均衡地球站发射特性和预校正卫星的群时延特性，可变衰减器用于调节中频信号电平。2，2}丁变频器下变频器是接收链路的一个分系统，它把射频信号(例如4GHz)变换成中频信号(例如70MHz),图2给出r一次变频的下变频器典型方框图，但为了便于频率变换，在某些情况下可能采用亡次或多次了昆频图2所示的下变频器主要由射颇级、混频器、本地振荡器和中频级组成，混频器后加一个滤波器，以抑制在下变频器输出端出现的本地振荡器信号和其他杂散信号，中频均衡器用于补偿下变频器幅度和群时延特性，接收链路的均衡通常山单独的均衡器来完成。对于射频输入电平的变化，自动增益控制(AGC)能保持一个恒定的中频电平。2.3制(率关系在卜变频器或下变频器中，可采用:了，二J,。十丸f··，，············‘···‘······、·····“·⋯‘1)或J.;二_f,。一f.,...........................................·一〔2。中华人民共和国电子工业部1989一03一01批准1990一01一01实施 GB11299.8一89式中:f.-射频信号频率;J1.—本地振荡器频率:几一中频信号频率。要注意在式(2)中调制的边带已倒换了.这种情况可能不符合有的系统技术条件，还应当注意，混"tfi器可能是参量性的，在这种情况下，本地振荡器通常称为“泵源”〕3输人和输出回波损耗上变频器的输入回波损耗是在中频上测量.而其输出回波损耗是在射频上测量.下变频器的输入回波损耗在射频卜测量，而其输出回波损耗在中频上测量，有关射频测量，参阅本系列标准第一部分第_节“射频范围内的测量”第4条“阻抗(导纳)测量”。有关中频测量，按本系列标准GB1)299.3卜频范围内的测量，第3条“回波损耗”特别说明以下几点:a.刘于输入回波损耗测量，被测设备的标称输入电平可能太小在此情况下，可用个较高电‘}二(例如把低于本地振荡器电平10.15dB的信号电平输入混频器中的非线性器件)，但要确保当该电平稍有降低(如3dB)时测量结果不变。b.要注意排除测量中带来的无用信号—特别是来自本地振荡器。本地振荡器的功率应符合标称值。4输人和输出电平或功率按本系列标准GB11299.2“射频范围内的测量”第5章“电平和增益”和本系列标准GB11299.3中频范围内的测量”第4章“输入和输出电平”。5增益按本系列标准GB11299.2"射频范围内的测量”第5章“电平和增益”。注:1)输入频率和输出频率是不同的，这在测量设备配置中需要考虑2)可使用置换技术测量，但很少用。51增益不稳定性参见本系列标准第二部分第三节“中频范围内的测量”第4章“增益不稳定性”。52增益压缩5.2.1定义增益压缩是在低电平信号时测得的增益与最大额定输出时测得的增益分贝值之差5.2.2测量方法上面所定义的增益是在不同的输入信号电平下测得，而增益压缩则由测得的值计算出来测量小的增益压缩，所用的测试设各应是高精度和高稳定度的，如果在测量时使用了滤波器，则在测量结果表示中，应考虑其插入损耗，在测量时，可用选频电平表选出所要的信号，这样，增益压缩值就可由输出电平与输入电平的关系曲线得出，也可按本系列标准GB11299.2“射频范围内的测话”第5章“电平和增益”注:①如有自动增益控制，应将其控制开关断开，在标称输入电平下，人工调节中频增益，以扶得标称输出电平:②为了避免因功率波动而引起的误差，需使用两台功率计同时读数一台与输入端相连，另」台与输出端相连，使用差分测量设备，可使增益压缩的测量精度比采用两台功率计时更高5.2.3结果表示法测量结果最好表示为功率增益与输入功率的关系曲线图，当测量结果不用图形表，J及时.应按下例表,1:; GB11299.8一89.输入‘或输出)电平为xxdBn,时，增益压缩是xxdB",5.2.4要规定的细节,I",要求进行本项Vil+r时.设备技术条件中应包括下列内容输入电平输出电平c.允许的增益几缩6自动增益控制(AGC)如果使用自动增益控制，其特性可按本系列标准GB11299.3“中频范围内的测址’.检查了微分增益按本系列标准GB11299.3“中频范围内的测量”第9章“微分增益和微分相位特性’‘。8微分相位按本系列标准GB11299.3"Ill频范围内的测量”第9章“微分增益和微分相位特性”9调幅调相转换系数在下变频器中般不做此项测最o9.1定义训幅/调相(AM/PA)转换系数定义为:对于一给定的输入频率，输出信号相位对输入信号电平的一阶导数.用度/分贝表示。9.2测址方法调幅/调相转换系数的测量，既可用静态法，也可用动态法，如果被测上变频器有自动增益控制.测里H"TJ,;将其接通9.2.飞挣态法测里设备配IN.如图3所示，被测巨变频器输出信号相位的变化与性能已知的上变频器(“测试”二变频器)的输出信号相位相比较，用合适的相位计，如网络分析仪或矢量电压表，检测出当输入信号电平作一个规定的变化(例如1.od13)时输出信号的相位变化。挣态法只能用于被测上变频器和测试卜变频器使用同一本地振荡器的情况侧址前，应确定测母设备本身(尤其是测量衰减器和相位计)山于电平变化所引起的相移误差9-2.2动态法测员设备配粉见图4,测量方法按本系列标准GB11299.2“射频范围内的测长”第9章‘调幅/调相转换系数”的规定包括测试卜变频器在内的测量设备的残余调幅/调相转换系数应该不明显。9.3结果表示法测tar结梁应用度/分贝表示，而最好是用图形表示在每一给定频率下，调幅/调相转换系数与输人信号电平的函数关系。9.4要规定的细节当要求进行本项测量时，设备技术条件中应包括卜列内容:a.f)-用的测试方法(9-2.1或9.2.2条);幻.输入中颇信号的电平和频率;。、调幅了调相转换系数容限值 GB11299-8一8910振幅/频率特性按本系列标准GB11299.2"射频范围内的测量”第6章“振幅/频率特性”‘，在仁面的条款中，输入电平假设是恒定的，对具有自动增益控制的变频器.必须断汗控制.少丫人Ii??节增益，以达到标称输出电平，然后.在标称电平下进行测里注:妇需要一个合适用信号发生器和检波器，该信号发牛器可以是扫频式的2)I卜线性变频器的测址方法在考虑中。11群时延/频率特性按本系列标准GB11299.2"射频范围内的测量”第7章“群时延/频率特性’.和第部分第_肯’‘协频范围内的测量”第8条“群时延/频率特性”注:如果测量设备在中频工作，需要使用合适的测试上变频器或测试1;变频器，重要的是测试变W,器要,t,有星够的带宽和线性及已知的小的群时延变化飞2选择性12门定义选择性是接收机(这里指下变频器)对频率的鉴别能力，它能通过频率有关的选择，"别出有用信号和它共存的其他频率的无用信号。12.2测量方法测量设备配置如图5所示，将信号发生器(2)调到被测卜变频器的标称输入频率.模拟有用的信号.信号发生器(1)模拟无用的信号，有用信号或无用信号电平分别由衰减器(2)和衰减器(I)确定·如果需要，每次Ail时，可在标记，"Alto入”处接入电平表校准电平改变信号发生器(1)的频率，用定标的频谱分析仪测量由信号发生器(1)所引起的输出信号电平，成J此同时，在“射频入”处的无用信号电平保持恒定或在每个频率的电平为一规定值〔.12.3结果表示法测量结果用表格或图形表示，它是在规定的有用信号和无用信号的输入电平下，两者输出电平他之差(单位为分贝)以无用信号频率(在规定的频率范围内)为函数。12.4要规定的细节当要求进行本项测量时，设备技术条件中应包括下列内容:d.有用信号和无用信号的输入电平;b.测量的频率范围;。.所允许的最小选择性特性(用预定的框格给出电平与频率的函数关系或有关Vfii率的电平的允许范围)。13杂散输出信号(包括谐波)按本系列标准GB11299.2"射频范围内的测量”第10章“杂散信号(包括谐波)”注:帅如果频谱分析仪的动态范围不够，要插入一个适当的带阻滤波器，以减小输入的载波电平②注意防止本地振荡器信号进入频谱分析仪，例如可插入一个适当的滤波器14干扰辐射在考虑中15互调失真按本系列标准GB11299.2"射频范围内的测量”第8章“多载波互调比’‘S6 GB11299.8一89巧残余角调制噪声161定义与般考虑当被测设备输入端加L一个标称频率和电平的纯正弦信号时，其输出信号会含有附加的噪声.此噪声就定义为残余调频或调相噪声。解调后，通常在基带频率范围内，每4kHz(或3.1kHz)带宽刘它进行侧里.ij.可表j:为等效的方均根值频偏(Af......).残余调相噪声定义为:山于残余调颇噪声引起的等效方均根值频偏(Hz)与基带频率(Hz)之比值残余调相噪声可用弧度(方均根值)来表示。单位为度(方均根值)的残余调相噪声，以弧度(方均根值)所表示的值乘以57.3就可以得到16-2「变频器测量方法典型的测量配置如图6所示在测量前，必须按如「方法校准设备。16.2.1校准用}，频信号发生器(A)校准频率解调器的灵敏度，在规定频率上，以已知调制指数被频率调制.按本系列标准GB11299.9"频率解调器”。当低噪声信号发生器(B)输出的中频载波加到解调器输入端时，在解调器输出端用已知带宽的选频电平表就可测出残余角调制噪声电平。16-2.2测量为了测垦残余角调制噪声，射频信号发生器输出一个规定频率的正弦信号，电平为标称I一作电平的最大值，加到被测设备输入端，选频电平表与输出端相连。选频电平表是依次地调在各基带频率上，进行噪声测堂和残余角调制噪声测量。所测出的噪声值包含了射频信号发生器和解调器所引起的噪声，这些噪声应比欲测的噪声电平低，〕16.3L.变频器的测量方法典型的测量配置如图7所示，要注意保证所用的中频信号发生器，测试下变频器和解调器均是低噪声装置.在测t前，需按下面要求校准测试设备。16.3-，校准用能在规定频率匕以已知的调制指数进行频率调制的信号发生器(A)校准解调器的灵敏度、按本系列标准GB11299.8"频率解调器”。当低噪声信号发生器(B)输出的载波加到测量装置的输入端时，可用已知带宽的选频电平表测出该装6-(包括混频器、中频放大器和解调器)的残余角调制噪声。16-3.2测量为了侧得残余噪声.低噪声中频信号发生器输出一个规定频率的正弦信号，电平为标称工作电平的最大fa，加到被侧设备的输入端，选频电平表与输出端相连。选频电平表是依次地调在各基带频率上，进行噪声测量和残余角调制噪声测量。听测得的结果包含了测试设备的噪声，这些噪声应比欲测的噪声电平低。16.4结果表示法残余角调制噪声测量的结果可用每4kHz(或3.1kHz)基带带宽内等效的方均根值频偏(△八)对基带频率的函数曲线表示16-5要规定的细节当要求进行本项测量时，设备技术条件中应包括下列内容:末调载波的电平和频率;要测r噪声的基带频率和带宽;所允许的最大噪声电平值 CB11299.8一891了残余调幅噪声17门定义和一般考虑当被测设备的输入端加上一个标称频率和电平的正弦信号时.输出信号可能被没备内it]:产!的干噪声调幅，这种不希望的调制定义为残余调幅(AM)噪声.解调后.在基带频率范围内以tkHzt戈i.IkHz)带宽测出此噪声。17.2测最方法测量调幅噪声的典型配置如图8所示，要注意保证检波器输出端带宽要足够宽，在测址之前‘1绮要按}:述方法校准测量用的设备17.2.1校准将开关S和S,置于“校准”位置(图8)，信号发生器(B)输出端与被测变频器的输入端和连.将信号发生器(B)调到规定频率和标称工作电平上，然后信号发生器(B)在适当的频率上(例如1.0MHz)被调幅，被测变频器的输出信号就显示在具有合适频率分辨率的频谱仪上。调节调制信号电平直到频谱仪显示出每个边带电平都达到不受残余噪声影响为止(例如高于残余噪声电平20dB),然后记下较大一个边带幅度相对于载波幅度的差值〔"xdB")将开关SZ置于“测量”位置，输出信号接至检波器和选频电平表，当选频电平表调谐于测试信号的调制频率时，就得到一个参考读数。注:因为选频电平表所测出的功率是两个边带的，故读出的电平将比一个边带与载彼相比得到的"xdh"i},3d1R17-2-2测量将开关S,和S,置于“测量”位置，从4kHz起在规定的基带频率上，适当地调谐选频电平表测出残余调幅噪声的电平如果选频电平表的带宽不是4kHz(或3.1kHz),需考虑其实际带宽。对低于4kHz的频带，将图8中的开关S,置于4kHz低通滤波器和方均根值电压表端进行侧以17.3结果表示法测量结果最好用残余调幅噪声电平低于载波电平的分贝数作为基带频率的函数的关系曲线Ill夜不当测量结果不用图形表示时，应按下例表示:在“在XXMHz和XXMHz之间的所有基带频率上.任-4kHz(或3.1kHz)带宽内的残余I周幅1噪声，比载波电平低XXdB"a17.4要规定的细节当要求进行本项测量时，设备技术条件中应包括下列内容未调载波的频率和电平;测量噪声的基带频率和带宽;允许的最大噪声电平18噪声系数见本系列标准GB11299.5"噪声温度测量”19本地振荡器频率在本地振荡器的监测端进行测量，此监测端在卜、下变频器中一般都有，测鱿方法按术系列标准GB11299.2“射频范围内的测量”，测量一般是在规定的时间间隔内和在本系列标准第一部分f7i洽出}fJ标准环境条件下进行的，当然，如果需要也可指定其他的环境条件。 GB11299.889图1上变频器(一次混频)典型方框图图2下变频器(一次混频)典型方框图图3静态法测量上变频器调幅/调相转换系数的典型设备配置图4动态法测量仁变频器调幅/调相转换系数的典)".设备配IN GB11299.8一89定向烟合器图5测量下变频器选择性的设备配,q一﹄习一||厂1巾频信号}<<,领(已调领)发少卜器cs>}一一一{基带信号中频信号发生器发止卜器cn摆义图6测量下变频器剩余角调制噪声设备配者r——————————一二一{曰图7测量上变频器的残余角调制噪声的设备配ii GB11299.8一89图8测量残余调幅噪声的设备配置附加说明:木标准由邮电部第一研究所负责起草。'