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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 无线通信中的测量值8

1.2.1 概述8

1.2.2 相关量纲单位基础9

1.2.3 电压dB与功率dB的区别10

1.2.4 功率与电平11

1.2.5 衰减和增益的计算12

1.2.6 分贝与百分比之间的相互转化13

1.2.7 dB值的计算方法14

1.2.8 dBμV、dBμVemf与dBm18

1.2.9 一些参考值19

1.3 无线通信系统中的测量参数和相关测试仪表22

1.3.1 信噪比22

1.3.2 噪声22

1.3.3 噪声因子和噪声系数23

1.3.4 相位噪声24

1.3.5 S参数25

1.3.6 场强27

1.3.7 天线增益27

1.3.8 峰值因子28

1.3.9 信道功率和邻道功率29

1.3.10 误差矢量幅度29

1.3.11 A／D和D／A转换器的动态范围30

1.3.12 dB（FS）31

1.4 测量不确定度31

1.4.1 不确定度的概念32

1.4.2 不确定度与误差的区别32

1.4.3 不确定度的来源33

1.4.4 不确定度参考标准和文件33

参考文献33

第2章 信号发生器34

2.1 信号和信号发生器34

2.1.1 基带信号发生器和任意波发生器34

2.1.2 模拟信号发生器和连续波信号37

2.1.3 矢量调制信号发生器40

2.1.4 信号发生器使用技巧和注意事项45

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 产生多路相位相参信号53

2.2.3 生成卫星导航信号57

2.2.4 数字信号的误比特率测量61

2.2.5 功率放大器数字预失真测量63

2.2.6 LTE-A信号产生方案66

2.2.7 5G信号生成的若干进展70

参考文献74

第3章 频谱分析仪76

3.1 频谱分析仪原理76

3.1.1 概述76

3.1.2 快速傅里叶变换分析仪（FFT分析仪）77

3.1.3 超外差式分析仪78

3.1.4 实时频谱分析仪85

3.2 频谱分析仪的典型指标86

3.2.1 中频滤波器特性87

3.2.2 相位噪声87

3.2.3 频谱分析仪的固有噪声87

3.2.4 频谱分析仪的非线性特性88

3.2.5 1dB压缩点89

3.2.6 动态范围89

3.2.7 频谱测量精度90

3.2.8 电平测量精度90

3.3 典型频谱分析仪介绍90

3.3.1 R＆S公司频谱分析仪90

3.3.2 是德科技（Keysight，前身为安捷伦）频谱分析仪92

3.3.3 安立（Anritsu）公司频谱分析仪93

3.4 频谱分析仪使用注意事项及使用技巧94

3.4.1 选择合适的分辨力带宽（RBW）94

3.4.2 提高测量精度96

3.4.3 优化低电平测量的灵敏度97

3.4.4 为失真测量优化动态范围100

3.4.5 识别内部失真成分102

3.4.6 优化瞬态测量的测量速度103

3.4.7 选择合适的检波／显示模式104

3.5 使用频谱分析仪的典型测试实例106

3.5.1 脉冲信号的测量106

3.5.2 WCDMA信号的邻道功率测量111

3.5.3 杂散发射（传导）测量114

3.5.4 使用便携式频谱仪进行基站信号的外场测试123

参考文献126

第4章 矢量信号分析方法和仪表127

4.1 矢量分析方法和矢量误差127

4.1.1 矢量信号分析的技术背景127

4.1.2 矢量调制误差的测量原理128

4.2 矢量信号分析仪及使用131

4.2.1 矢量信号分析仪的结构和使用131

4.2.2 通过矢量信号分析仪判断调制误差原因139

4.2.3 典型矢量信号分析仪介绍147

4.2.4 矢量信号分析仪测量大失真信号的缺陷及改进150

4.2.5 矢量信号分析仪的计量154

4.3 使用矢量信号分析仪的测试实例155

4.3.1 GSM调制信号测试实例155

4.3.2 定位多模基站不同制式间干扰问题158

4.3.3 使用矢量信号分析仪测量AM和PM信号参量160

4.3.4 DTMB数字地面电视信号的解调分析164

4.3.5 LTE系统的数字调制测量167

4.3.6 5G信号矢量解调测量的进展169

参考文献171

第5章 无线通信综合测试仪174

5.1 综合测试仪原理174

5.1.1 引言174

5.1.2 原理和框图174

5.2 综合测试仪主要指标介绍177

5.3 综合测试仪典型仪表介绍179

5.4 典型使用案例182

5.4.1 使用综测仪进行LTE终端语音测量182

5.4.2 使用多端口综测仪在非信令模式下提高产线测试速度190

5.4.3 WCDMA手机测试192

5.4.4 使用综测仪进行TD-LTE手机测试196

参考文献208

第6章 功率计209

6.1 概述209

6.2 功率测量基本概念209

6.2.1 微波功率的几个不同表达式209

6.2.2 微波功率的几个不同定义211

6.3 功率计的基本原理214

6.3.1 热敏式功率计214

6.3.2 热偶式功率计217

6.3.3 二极管功率计220

6.4 微波功率计的主要技术指标224

6.4.1 频率范围224

6.4.2 功率测量范围224

6.4.3 参考校准源224

6.4.4 功率测量线性度224

6.4.5 功率传感器的阻抗特性225

6.5 微波功率测量不确定度分析模型225

6.5.1 失配误差225

6.5.2 功率灵敏度的不稳定性227

6.5.3 功率指示器的误差227

6.6 微波功率计的选择228

6.6.1 脉冲调制信号228

6.6.2 AM／FM信号229

6.6.3 脉冲调制信号229

6.6.4 互调测试230

6.7 功率计典型应用230

6.7.1 校准信号发生器输出功率230

6.7.2 用脉冲功率传感器和功率计进行WiMAX信号测量231

6.8 典型功率传感器介绍234

参考文献238

第7章 示波器239

7.1 示波器概述239

7.1.1 示波器与信号测量239

7.1.2 模拟示波器和数字示波器241

7.2 示波器的基本原理243

7.2.1 数字示波器的采样243

7.2.2 数字示波器的触发246

7.2.3 示波器的抖动测量能力249

7.2.4 数字示波器的波形平滑功能252

7.2.5 数字示波器的直流测量能力254

7.2.6 示波器的测量速度255

7.2.7 数字示波器的FFT和混合域分析256

7.3 示波器的配套探头259

7.3.1 探头和探头附件概述259

7.3.2 探头使用的注意事项263

7.4 示波器的指标和典型仪表267

7.4.1 示波器的指标267

7.4.2 示波器典型仪表介绍273

7.5 示波器的操作和使用275

7.5.1 示波器4个基本系统的设置275

7.5.2 示波器的使用注意事项280

7.6 测量实例283

7.6.1 若干简单测量项目283

7.6.2 高速信号互连测试系统284

7.6.3 脉冲信号的瞬态参量测试291

7.6.4 射频调制脉冲参数测量295

7.6.5 基于示波器的矢量解调300

7.6.6 混合域示波器在物联网研发中的应用303

参考文献308

第8章 矢量网络分析仪310

8.1 概述310

8.2 微波网络的散射参数310

8.2.1 线性散射参数的概念310

8.2.2 二端口网络的反射特性和传输特性312

8.2.3 非线性散射参数的概念318

8.3 网络分析仪基础323

8.3.1 网络分析仪的基本原理323

8.3.2 网络分析仪的基本结构323

8.4 网络分析仪的校准技术328

8.4.1 网络分析仪测量误差模型328

8.4.2 网络分析仪的校准方法332

8.5 网络分析仪典型应用342

8.5.1 滤波器的测试343

8.5.2 放大器的测试344

8.5.3 无线充电设备的测试356

8.5.4 器件脉冲参数的测试362

8.5.5 噪声系数的测试366

8.5.6 自适应天线的测试373

8.6 网络分析仪使用技巧377

8.6.1 灵活的扫描方式377

8.6.2 灵活的测试开放接口378

8.6.3 时域选通功能380

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385

8.7 矢量网络分析仪典型型号介绍389

8.7.1 Keysight公司矢量网络分析仪典型型号389

8.7.2 R＆S公司矢量网络分析仪典型型号392

8.7.3 Anritsu公司矢量网络分析仪典型型号394

参考文献395

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412

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418

9.2.4 典型应用419

9.2.5 无线信道模拟器典型仪表介绍431

9.3 路测类仪表439

9.3.1 路测仪的结构和功能439

9.3.2 典型的路测仪表介绍441

9.4 天馈线测量仪表447

9.4.1 典型测试实例447

9.4.2 典型天馈线测试仪介绍451

9.5 无源互调测量仪表453

9.5.1 无源互调基本概念和原理453

9.5.2 无源互调测试系统的基本结构456

9.5.3 无源互调测试应用459

9.5.4 无源互调测试仪典型仪表介绍461

9.6 相位噪声测量仪表464

9.6.1 相位噪声基本概念464

9.6.2 相位噪声测量方法467

9.6.3 相位噪声测量典型仪表介绍472

参考文献475

第10章 无线通信系统测试中仪表的典型应用476

10.1 移动通信系统收发信机测试476

10.1.1 概述476

10.1.2 发射机测试477

10.1.3 接收机测试485

10.2 终端（手机）射频测试487

10.2.1 终端（手机）射频测试概述487

10.2.2 主要射频测试项目和测试示例488

10.2.3 终端射频一致性认证测试平台491

10.3 移动终端的空中性能测试494

10.3.1 空中性能测试（OTA）的概念494

10.3.2 OTA的测试参数494

10.3.3 OTA的测试方法和测试系统494

10.3.4 MIMO OTA测试496

10.4 GNSS原理及测试方案500

10.4.1 GNSS概述500

10.4.2 导航卫星模拟器502

10.4.3 R＆S导航接收机测试503

10.5 无线电信号监测507

10.5.1 无线电信号监测概述507

10.5.2 无线电信号监测技术508

10.5.3 使用便携式频谱分析仪进行无线电信号监测的应用实例512

10.6 车载紧急呼叫（eCall）系统测试516

参考文献519

第11章 测试自动化520

11.1 自动测试系统的概念与组成520

11.2 虚拟仪器521

11.2.1 虚拟仪器的概念521

11.2.2 虚拟仪器的特点522

11.3 自动测试系统软件开发环境525

11.3.1 LabView525

11.3.2 LabWindows／CVI528

11.3.3 VEE531

11.3.4 CMWcards534

11.4 自动测试系统总线技术535

11.4.1 GPIB总线技术535

11.4.2 VXI总线技术538

11.4.3 PXI总线技术541

11.4.4 LXI总线技术545

11.5 应用及编程实例548

11.5.1 实例1——基于模块化仪器的RFID测试系统548

11.5.2 实例2——使用矢量信号发生器产生GSM脉冲调制信号550

参考文献552