近代微波测量实验报告
一、实验名称：微波信号频谱、功率和相位噪声的测量
二、实验目的
掌握源、频谱仪及功率计的使用和测量方法，了解如何测量微波信号频
谱、功率和相位噪声的测量原理。
三、实验器材
1台1台1台频谱仪功率计
四、实验原理
相位噪声是对频率综合器或者是微波信号源的频率稳定度的一种度量，
是衡量频率源稳定度的重要参数。在频谱分析仪上,，信号的所有不稳定度总
和即相位噪声和幅度噪声的总和表现为载波两侧的噪声边带，通常当已知幅
度噪声远小于相位噪声时小于，在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。
应该指出，不同场合对相位噪声的要求不同,测量方法也不同。典型的测试
方法已有相应的测试设备。本实验使用频谱仪测相位噪声的方法是最为简易
的一种方法，仅适合于要求不高的场合,，同时也是广泛应用和十分有效的方
法，其特点为简单，易操作。
图1频谱仪直接的测量
微波信号基本特征为频率和功率，若需要描述一个微波信号，则需要知
道该信号的频率、功率及其相位噪声，其中相位噪声用来表征一个信号源的
短期频率稳定度，可以根据图2来分析相位噪声，假设系统中产生一个信号，由于系统中无源和有源器件中的噪声（如热噪声、
闪烁噪声（1/f噪声）、散粒噪声、周期稳态噪声）的存在，使系统产生了噪
声，从而产生出一个带有相位噪声的信号
此信号比原信号多了相位噪声的存在。
图2带有相位噪声的信号
实验中使用频谱仪和功率计测量微波信号的频率、功率及相位噪声，使用频谱仪可以直接读取信号的频率和功率；由于在频域中，相位噪声表征噪声对输出信号相位的扰动，其定义为在偏移载波频率Δω处的单位带宽内的单边带噪声谱与载波功率之比，故测量时需测量在偏离信号一定距离时的相位噪声。且注意，相位噪声表示为分贝的形式，其单位为dBc/Hz
五、实验内容
设置矢量信号源，产生频率为1GHz的正弦信号，使用频谱仪和功率计测量微波信号的频率、功率及相位噪声。
六、实验步骤
1、设置矢量信号源，产生频率为1GHz的正弦信号
2、连接信号源与频谱仪
3、设置频谱分析仪，显示被测信号
4、测试记录信号频率与功率
5、测试在偏离信号1MHz、100KHz、10KHz时的相位噪声
6、连接信号源与功率计，测试信号功率，与频谱仪测试结果对比
7、设置矢量信号源，产生脉宽为25%的脉冲信号
8、考察功率计的读数
七、实验结果
1、测试信号的频谱、功率及在偏离信号1MHz时的相位噪声
最后得到在偏离信号1MHz时的相位噪声为-100.41dBc/Hz。2、测试信号的频谱、功率及在偏离信号100KHz时的相位噪声
最后得到在偏离信号1MHz时的相位噪声为-101.82dBc/Hz。3、测试信号的频谱、功率及在偏离信号10KHz时的相位噪声
最后得到在偏离信号1MHz时的相位噪声为-101.32dBc/Hz。八、讨论
使用直接测谱法测量信号的相位噪声时通常须注意的问题是：
1、由于频谱仪不能分辨调频噪声还是调幅噪声，故频谱仪的本振相位噪声须低于被测源的相位噪声。
2、频谱仪应取多次测试平均值有的频谱仪有此功能3、先进的频谱仪可直接得到经修正后的归一化的相位噪声值4、频谱仪的分辨率带宽RBW值应尽量的小。
直接测谱法的优点是使用灵活，能方便测出相位噪声，精确显示离散干扰。缺点是不能测量大的调幅噪声或低噪声振荡源以及有载频漂移的源。
