適用性廣。本書所介紹儀表新舊結合、以普遍使用的產品為主，兼顧國際著名廠商產品和國產儀表。

實踐性強。本著作將儀表和測量應用、測量系統搭建可信性強。作者團隊來自工業和信息化部通信計量中心。

 

儀表是無線通信工程測試的基礎。本書介紹了當前無線通信測試中常用儀表(如示波器、信號發生器、頻譜分析儀、網絡分析儀、綜合測試儀等)的基礎理論和使用技巧，并結合目前主流無線通信技術標準，對這些儀表在LTE、TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA、GSM、MIMO、藍牙、RFID等系統中的測試應用進行了介紹。本書根據作者在測試工作中的實際經驗編寫，沒有過多的理論推導，配合圖形和操作實例來介紹儀表的使用方法和使用技巧，具有很強的實用性。 　　本書適合從事通信和電子工程領域工作，特別是研發、測試、測量和計量校準人員，以及大專院校無線電工程、通信工程、電子測量與儀器等專業的師生閱讀參考。

 

第1章　無線通信系統的測試基礎　1

1.1　無線通信系統　1

1.1.1　無線通信的基本概念　1

1.1.2　信號與通信系統概述　2

1.1.3　無線通信系統組成與電波傳播　5

1.2　無線通信中的測量量值　8

1.2.1　概述　8

1.2.2　相關量綱單位基礎　8

1.2.3　電壓dB與功率dB的區別　9

1.2.4　功率與電平　11

1.2.5　衰減和增益的計算　11

1.2.6　分貝與百分比之間的相互轉化　12

1.2.7　dB值的計算方法　14

1.2.8　dBμV、dBμVemf與dBm　17

1.2.9　一些參考值　18

1.3　無線通信系統中的測量參數和相關測試儀表　21

1.3.1　信噪比　21

1.3.2　噪聲　22

1.3.3　噪聲因子和噪聲系數　22

1.3.4　相位噪聲　23

1.3.5　S參數　24

1.3.6　場強　25

1.3.7　天線增益　26

1.3.8　峰值因子　27

1.3.9　信道功率和鄰道功率　28

1.3.10　誤差矢量幅度　28

1.3.11　A/D和D/A轉換器的動態范圍　29

1.3.12　dB(FS)　30

參考文獻　30

 

第2章　信號發生器　31

2.1　信號和信號發生器　31

2.1.1　基帶信號發生器和任意波發生器　31

2.1.2　模擬信號發生器和連續波信號　34

2.1.3　矢量調制信號發生器　38

2.1.4　信號發生器使用技巧和注意事項　42

2.1.5　典型信號發生器介紹　47

2.2　有關信號發生器的測試實例　49

2.2.1　產生功率精準、穩定的連續波信號　49

2.2.2　UWB信號發生　51

2.2.3　GPS信號產生　55

2.2.4　建立用于一致性測試的TD-SCDMA信號　58

2.2.5　信號源相位噪聲測量　65

參考文獻　71

 

第3章　頻譜分析儀　73

3.1　頻譜分析儀原理　73

3.1.1　概述　73

3.1.2　快速傅里葉變換分析儀(FFT分析儀)　74

3.1.3　超外差式分析儀　75

3.1.4　實時頻譜分析儀　82

3.2　頻譜分析儀的典型指標　83

3.2.1　中頻濾波器特性　83

3.2.2　相位噪聲　84

3.2.3　頻譜分析儀的固有噪聲　84

3.2.4　頻譜分析儀的非線性特性　85

3.2.5　1dB壓縮點　85

3.2.6　動態范圍　86

3.2.7　頻譜測量精度　86

3.2.8　電平測量精度　86

3.3　典型頻譜分析儀介紹　87

3.3.1　R&S公司頻譜分析儀　87

3.3.2　安捷倫公司頻譜分析儀　88

3.3.3　安立(Anritsu)公司頻譜分析儀　89

3.3.4　泰克(Tektronics)公司實時頻譜分析儀　90

3.4　頻譜分析儀使用注意事項及使用技巧　91

3.4.1　選擇合適的分辨力帶寬(RBW)　91

3.4.2　提高測量精度　93

3.4.3　優化低電平測量的靈敏度　95

3.4.4　為失真測量優化動態范圍　97

3.4.5　識別內部失真成分　99

3.4.6　優化瞬態測量的測量速度　100

3.4.7　選擇合適的檢波/顯示模式　102

3.5　使用頻譜分析儀的典型測試實例　104

3.5.1　脈沖信號的測量　104

3.5.2　WCDMA信號的鄰道功率測量　109

3.5.3　WCDMA基站發射機的雜散發射(傳導)測量　111

參考文獻　121

 

第4章　矢量信號分析方法和儀表　123

4.1　矢量分析方法和矢量誤差　123

4.1.1　矢量信號分析的技術背景　123

4.1.2　矢量調制誤差的測量原理　124

4.2　使用矢量信號分析儀測量調制誤差　127

4.2.1　矢量信號分析儀的結構和使用　127

4.2.2　通過矢量信號分析儀判斷調制誤差原因　135

4.2.3　典型矢量信號分析儀介紹　143

4.3　使用矢量信號分析儀的測試實例　145

4.3.1　GSM調制信號測試實例　145

4.3.2　EDGE調制信號的測量　148

4.3.3　WCDMA調制信號的測量　150

4.3.4　WiMAX調制信號的測量　154

4.3.5　ZigBee調制信號的測量　157

4.3.6　使用矢量信號分析儀測量AM和PM信號參量　160

參考文獻　164

 

第5章　無線通信綜合測試儀　165

5.1　綜合測試儀原理　165

5.1.1　引言　165

5.1.2　原理和框圖　165

5.2　綜合測試儀主要指標介紹　168

5.3　綜合測試儀典型儀表介紹　170

5.3.1　典型儀表概述　170

5.3.2　TD-SCDMA終端綜合測試儀　172

5.4　典型使用案例　172

5.4.1　使用TD-SCDMA綜測儀進行終端射頻一致性測試　172

5.4.2　WCDMA 手機測試　185

5.4.3　cdma2000 1xEV-DO手機測試　189

參考文獻　204

 

第6章　功率計　205

6.1　概述　205

6.2　功率測量基本概念　205

6.2.1　微波功率的幾個不同表達式　205

6.2.2　微波功率的幾個不同定義　207

6.3　功率計的基本原理　210

6.3.1　熱敏式功率計　210

6.3.2　熱偶式功率計　213

6.3.3　二極管式功率計　216

6.4　微波功率計的主要技術指標　220

6.4.1　頻率范圍　220

6.4.2　功率測量范圍　220

6.4.3　參考校準源　221

6.4.4　功率測量線性度　221

6.4.5　功率傳感器的阻抗特性　221

6.5　微波功率測量不確定度分析模型　222

6.5.1　失配誤差　222

6.5.2　功率靈敏度的不穩定性　224

6.5.3　功率指示器的誤差　224

6.6　微波功率計的選擇　224

6.6.1　脈沖調制信號　224

6.6.2　AM/FM信號　225

6.6.3　脈沖調制信號　225

6.6.4　互調測試　226

6.7　功率計典型應用　227

6.7.1　校準信號發生器輸出功率　227

6.7.2　用脈沖功率傳感器和功率計進行WiMAX信號測量　228

6.8　典型功率傳感器介紹　230

參考文獻　233

 

第7章　示波器　235

7.1　示波器概述　235

7.1.1　示波器與信號測量　235

7.1.2　模擬示波器和數字示波器　237

7.2　示波器的基本原理　240

7.2.1　數字示波器的采樣　240

7.2.2　數字示波器的觸發　242

7.3　示波器的配套探頭　243

7.3.1　探頭和探頭附件概述　244

7.3.2　探頭使用的注意事項　246

7.4　示波器的指標和典型儀表　250

7.4.1　示波器的指標　250

7.4.2　示波器典型儀表介紹　254

7.5　示波器的操作和使用　256

7.5.1　示波器4個基本系統的設置　256

7.5.2　示波器的使用注意事項　261

7.6　測量實例　263

7.6.1　若干簡單測量項目　263

7.6.2　高速信號互連測試系統　265

7.6.3　鎖相環(PLL)的抖動測試　272

7.6.4　脈沖信號的瞬態參量測試　281

參考文獻　284

 

第8章　矢量網絡分析儀　285

8.1　概述　285

8.2　微波網絡的散射參數——S參數　285

8.2.1　S參數的概念　285

8.2.2　二端口網絡的反射特性和傳輸特性　287

8.3　網絡分析儀基礎　293

8.3.1　網絡分析儀的基本原理　293

8.3.2　網絡分析儀的基本結構　294

8.4　網絡分析儀的校準技術　298

8.4.1　網絡分析儀測量誤差模型　298

8.4.2　網絡分析儀的校準方法　302

8.5　網絡分析儀典型應用　312

8.5.1　濾波器的測試　313

8.5.2　放大器的測試　314

8.5.3　混頻器的測試　318

8.5.4　器件脈沖參數的測試　323

8.6　網絡分析儀使用技巧　327

8.6.1　靈活的掃描方式　327

8.6.2　靈活的測試開放接口　329

8.6.3　時域選通功能　330

8.6.4　測試點數對測試結果的影響　332

8.7　矢量網絡分析儀典型型號介紹　333

8.7.1　Agilent公司矢量網絡分析儀典型型號　333

8.7.2　R&S公司矢量網絡分析儀典型型號　335

8.7.3　Anritsu公司矢量網絡分析儀典型型號　336

參考文獻　337

 

第9章　其他測量儀表介紹　339

9.1　噪聲系數測量儀表　339

9.1.1　概述　339

9.1.2　噪聲系數概念　339

9.1.3　噪聲系數測量方法　341

9.1.4　如何提高噪聲系數測量精度　344

9.1.5　噪聲系數頻率擴展測量　352

9.1.6　典型噪聲源和噪聲系數測試儀介紹　355

9.2　無線信道模擬儀表　356

9.2.1　無線信道模型概述　356

9.2.2　無線信道傳播特性　357

9.2.3　無線信道模擬器的原理　361

9.2.4　典型應用　362

9.2.5　無線信道模擬器典型儀表介紹　373

9.3　路測類儀表　378

9.3.1　路測儀的結構和功能　378

9.3.2　典型的路測儀表介紹　380

9.3.3　路測儀在TD-SCDMA網絡優化中應用舉例　383

9.4　天饋線測量儀表　384

9.4.1　典型測試實例　384

9.4.2　典型天饋線測試儀介紹　389

參考文獻　390

 

第10章　無線通信系統測試中儀表的典型應用　391

10.1　LTE系統的測試　391

10.1.1　LTE概述　391

10.1.2　LTE的技術特點和測試方案　392

10.2　單信道和多信道TD-SCDMA基站功率放大器測試　408

10.2.1　概述　408

10.2.2　TD-SCDMA信號概述　408

10.2.3　測試系統　409

10.2.4　生成測試信號　410

10.2.5　測試項目、測試方法和儀表設置技巧　410

10.3　使用矢量信號發生器和頻譜分析儀進行cdma2000基站測試　422

10.3.1　概述　422

10.3.2　測試系統使用的儀表及其作用　423

10.3.3　測試連接和測試模式　423

10.3.4　測試方法　425

10.4　WCDMA終端測試　443

10.4.1　WCDMA終端設備測試概述　444

10.4.2　WCDMA終端測試標準和測試方法　445

10.5　RFID信號的測量　454

10.5.1　RFID技術概述　454

10.5.2　RFID技術原理　455

10.5.3　使用儀表產生和分析RFID信號　458

10.5.4　RFID測試系統介紹　460

10.6　MIMO信號模擬和測試系統　461

10.6.1　MIMO技術簡介　461

10.6.2　MIMO信號模擬和測試系統實現方案　462

10.7　藍牙系統的測試　466

10.7.1　藍牙測試概述　466

10.7.2　測試過程　467

10.7.3　測試中常見問題及解決方法　469

參考文獻　469

 

第11章　測試自動化　471

11.1　自動測試系統的概念與組成　471

11.2　虛擬儀器　472

11.2.1　虛擬儀器的概念　472

11.2.2　虛擬儀器的特點　473

11.3　自動測試系統軟件開發環境　475

11.3.1　LabView　476

11.3.2　LabWindows/CVI　479

11.3.3　VEE　482

11.4　自動測試系統總線技術　484

11.4.1　GPIB總線技術　485

11.4.2　VXI總線技術　488

11.4.3　PXI總線技術　491

11.4.4　LXI總線技術　494

11.5　應用及編程實例　497

11.5.1　實例1——基于模塊化儀器的RFID測試系統　497

11.5.2　實例2——使用矢量信號發生器產生GSM脈沖調制信號　499

參考文獻　501

 

附錄　安全使用儀表注意事項　503