利用时间门测量信号频谱

赵 越，曲晟明

（1．国家无线电监测中心检测中心，北京 100037；2．国家无线电监测中心，北京 100037）

利用时间门测量信号频谱

赵 越1，曲晟明2

（1．国家无线电监测中心检测中心，北京 100037；2．国家无线电监测中心，北京 100037）

本文通过对超外差式频谱分析仪时间门功能的介绍，介绍了如何使用频谱分析仪对时域不连续信号的频谱进行准确测量，并且结合实际例子，给出了测量过程。

时间门；时域不连续信号；扫描；触发

1 引言

随着新技术的发展，特别是时分复用技术的应用，使得单一的频域测量难以应付新的要求。如何运用常用的测量仪表对时域不连续信号进行准确测量，对于研发人员、检测人员来说是必须掌握的技术。本文旨在介绍利用检测领域常见的超外差式频谱分析仪，对时域不连续信号在频域进行准确的测量。并以两种复杂信号为例，介绍测量过程以及测量原理。

2 为何需要时间门功能

超外差式频谱分析仪的实时性较差，在有限脉冲出现的时间内能够完成的扫描宽度有时会小于整个信号的带宽，不能够完成对整个信号频谱的扫描，只能得到离散的频谱图。对于无线电信号来说，频域测量的前提是要能够获得完整的信号频谱，在此基础上才能进行各种参数的测量。

利用频谱分析仪的时间门可以将离散的轨迹拼接起来，得到完整的信号频谱，实现以下测量功能：可以对时域上彼此分离的多个信号分别进行测量；可以测量TDMA系统中任意时隙的信号频谱；排除瞬态过程对信号频谱的干扰。

3 如何使用时间门功能

时间门的实现方式有很多种，现以本振门控为例简单介绍其工作原理。如图1所示，门控信号控制扫频发生器的同时，也控制着时间门的开启与关闭。这样可以保证频谱分析仪在门打开时扫描信号，门关闭时停止扫描。因此，如果门打开的时间段正好是被测信号出现的时间，频谱分析仪就可以通过重复测试多个周期，得到被测信号的完整频谱。

图1 本振门控原理图

时间门主要有以下四项设置：

（1）门触发信号。时间门需要的触发源既可以来自外部，也可由频谱仪自身提供。最常用的就是射频脉冲门触发，这种方式将频谱仪中频捕获的脉冲信号的上升沿或下降沿作为触发源。

（2）触发模式。边缘触发模式，可以自由选择时间门打开和关闭的位置。电平触发模式，只有当信号电平达到特定限值（可手动设置）时门打开，不满足限值时门关闭。

（3）门时延（delay）。决定触发信号开始多久后门会被激活并开始观察被测信号。

（4）门宽（length）。决定门激活后进行信号观察的时长。

在频谱分析仪显示器上定位被测信号。尽管还未正确设置测量参数，但可以大概确定频率和扫宽以便显示被测信号。如果信号是不稳定的或不连续的，可以用最大保持（Max Hold）得到信号的最大值，以便确定峰值功率的频率。

为了提高扫描速度，尽量设置窄的扫频宽度，但要保证显示器仍能完整显示所测信号的特性。例如，若要在200kHz频率范围内查找信号，可将频率扫宽设为刚好大于200kHz。

打开时间门设置界面，选择触发信号类型。调整衰减器的大小，以便频谱分析仪接收到的信号电平足够大，然后调整门时延和门宽。

一般情况下，为了获得最佳测试结果，需要把门放置在被测信号时域包络中相对靠后的位置，但不应将门扩展到脉冲下降沿之外，或信号跳变处。这样做可以最大化设置时间，以便分辨率带宽滤波器达到稳定。

4 使用时间门分析复杂信号

4.1 对混合信号进行测试

下面的例子显示了一个混合信号，其中包含CW信号和调制信号，它们中心频率相同而时域上彼此分离。利用频谱分析仪的时间门功能以及触发信号，就能分别得到CW信号或调制信号的频谱。

从时域图可以发现，这一信号前部平稳，后部抖动比较明显。将这两部分分别设置时间门，并观察其频谱。

图2 将时间门放置在混合信号时域包络的前部

图3 分离出CW信号的频域波形

将时间门按图2设置，就得到图3所示的CW信号的频谱；将时间门按图4设置，就得到图5所示的调制信号的频谱，成功分离了混合信号的频谱。

图4 将时间门放置在混合信号时域包络的后部

图5 分离出调制信号的频域波形

4.2 对脉冲信号频谱纯度进行测试

由于脉冲调制有无数的边带分量，很难确定其频谱纯度。任一边带都可能掩盖一个无用调制分量或杂散信号。时间门功能可以使频谱仪只在脉冲打开时显示信号频谱，这样就排除了上升沿、下降沿和脉冲关闭时产生的频谱分量。

图6 未使用时间门功能时信号的频谱

使用频谱分析仪的时间门功能时，可以手动设置合适的门时延和门宽，以便只观察脉冲信号中要测量的部分。这个例子中，门被设置在脉冲打开的时间。这里要注意，上升沿和下降沿不能包含在门内，在门设置中使用的RBW应尽量与频谱测量时一致。

图7 在时域设置门时延和门宽

当门打开时观察到的频谱是一个CW信号，脉冲调制被有效地移除了（图8），这样就可以确定是否存在可能被边带掩盖了的杂散信号，通过调整门时延和门宽，同样可以用来观察上升沿和下降沿的瞬态频谱。

图8 使用时间门功能时信号的频谱

之前的例子中使用的是本振门控的方法，它使得频谱分析仪只在门打开时进行扫频，与其他方式相比，它有很多优势，例如，使用者可以随意改变频谱分析仪的设置，如检波方式、RBW和VBW等。

5 结束语

应用上述方法，我们通过对频谱分析仪的优化设置，可克服其固有的实时性差的缺点，实现对常见的一些时域不连续信号频谱的完整测量。在获得完整的信号频谱的基础上，我们可以利用频谱分析仪的各种测量功能完成频域下的测量任务。

[1] Agilent Spectrum Analysis Basics

[2] Rohde&Schwarz Foundation of Spectrum Analyzer

国家无线电监测中心选举产生第三届工会委员会

4月21日，国家无线电监测中心工会第二次会员大会暨换届选举会议在京召开。大会选举产生了中心第三届工会委员会和经费审查委员会人员，中心党委副书记于绍卿当选为中心第三届工会委员会主席，部直属机关工会主席姚小林出席大会并讲话。

姚小林主席代表部直属机关工会向大会的召开表示祝贺。他说，三年来，中心工会为中心的发展做了很多积极工作，也努力完成了部直属机关工会部署的各项工作，取得了有目共睹的成绩。他希望大家要借此机会，总结和思考今后的工作。第一，认真提高工会的整体工作水平，做好符合新形势要求的群众工作，充分发挥桥梁纽带作用；第二，牢固树立社会主义核心价值观，唱响时代主旋律、中国梦，大力推进开展有实效的岗位练兵活动；第三，大力加强工会自身建设，强化宗旨意识，切实改进工作作风。他希望中心工会组织在部直属机关工会各项活动中积极作为，真正起到示范带头作用。

中心主任刘岩在讲话中说，第二届中心工会自2010年10月成立以来，认真贯彻落实党中央各项精神，全面履行各项职能，切实围绕中心工作，以服务单位、服务职工为重点，带领和教育职工不断提高思想道德素质、技术业务素质和科学文化素质，为国家无线电管理技术事业发展作出了积极贡献。他希望新一届工会，继续抓好自身建设，带领职工参与中心建设和管理事务；积极组织开展内容丰富、形式多样、积极向上的工会活动，大力促进中心核心能力建设，努力打造好无线电管理智库平台。

在全体会员审议并表决通过了第二届工会委员会工作报告和第二届工会委员会经费审查报告后，经过投票，选举产生了第三届工会委员会委员：于绍卿、王志欣、江力、宋旭、陈明、谢玉兰、董未；于绍卿当选主席，谢玉兰当选副主席；选举产生了第三届工会经费审查委员会，新当选的主任为蒋蓓，委员有王鑫、刘畅、蒋蓓。

于绍卿主席在发言中说，新一届工会将在中心党委的领导下，以打基础、抓落实、促发展为主线，把工会办成一届学习型、服务型、创新型的工会。第一，立足本职岗位，积极贡献，切实维护好职工的合法权益；第二，完善工会的工作制度，加强工会的自身建设，明确工会工作的指导思想、性质、地位和作用，增强服务大局，服务全体职工的意识，全面提升组织职工、凝聚职工、服务职工的本领；第三，认真履行好、维护好工会职能，建好职工之家，用创新的思维调动和发挥全体职工积极性，用甘于奉献的精神增强各位委员热心服务的主动性和自觉性，开创中心工会工作新局面。

选举结束后，中心党委书记薛永刚发表了讲话。他代表中心党委对会议的圆满成功表示热烈祝贺。他说，新一届工会委员会的建立，对于进一步加强工会组织建设，充分发挥工会组织的主力军作用将是一个有力的促进，在中心工会组织建设史上将掀开新的一页。他就新的工会委员会如何抓住机遇，不断开创工会工作的新局面，提出几点希望：第一，充分认识工会工作的重要意义，代表和维护职工的合法权益；第二，围绕中心工作，顾全大局，努力开创工会工作的新局面；第三，进一步加强工会自身建设，认真学习、充分反映民意；第四，党委将进一步加强对工会工作的领导，定期听取工会工作汇报，帮助研究解决工会工作中的问题，支持工会依法按章、独立自主、创造性地开展工作。

来自中心各处室、直属单位的152名工会会员在主会场参加了此次大会，京外各站在分会场通过视频参会。

（杨士坤）

Make a Time-gated Measurem ent of the Signal Spectrum

Zhao Yue1, Qu Shengm ing2
(1.The State Radio Monitoring Center Testing Center, Beijing, 100037;2.The State Radio Monitoring Center, Beijing, 100037)

This paper introduces the time-gating of superheterodyne spectrum analyzers, describes how tomake a measurement of a signal spectrum that is bursted in the time domain and provides measurement processw ith practical examples.

Time gating; Discrete time-domain signal; Scan; Trigger

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.05.016

TN92文献标示码：A

1672-7274（2014）05-0066-04