Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Häufige Messungen und Funktionserweiterungen
In der Praxis treten häufiger nichtperiodische Vorgänge auf wie z.B. bei
Schaltvorgängen, Blitzen oder auch elektrostatischen Entladungen.
Ref 0 dBm
0
-10
Att 30 dB
* RBW 100 Hz
VBW 1 kHz
SWT 1 s
Marker 1 [T1]
-22.35 dBm
900.02408000 MHz
Delta 2 [T1]
-0.15 dB
1.00000000 kHz
A
6.2.2 Linien- und Hüllenkurvenspektrum
1PK
MAXH
-20
1 2
Die Energie des periodischen Impulses tritt bei den diskreten Frequenzen
n⋅f 1 auf, d.h. bei n⋅1/T (siehe Gl. 6-7).
Die einhüllende si-Funktion hat Nullstellen bei ganzzahligen Vielfachen
der Grundfrequenz in Abhängigkeit vom Tastverhältnis τ/T. Bei
Verwendung des Pulssignals als Modulation eines Trägers erhält man
eine symmetrische Verteilung des Spektrums oberhalb und unterhalb der
Trägerfrequenz. Abhängig von der Meß- und Auflösebandbreite sind bei
der Messung des Spektrums mit einem frequenzselektiven Spektrumanalysator
oder Meßempfänger drei Fälle zu unterscheiden:
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
PRN
EXT
1. Ist die Meßbandbreite B klein gegenüber dem Abstand der Frequenzlinien
(gegeben durch 1/T = ∆f), so können die einzelnen Spektrallinien
aufgelöst werden. Dieser Fall beschreibt ein Linienspektrum.
-100
Center 900.0 2408 MHz
1kHz/ Span 10 kHz
Bild 6-13 Linienspektrum eines gepulsten Signals
(Meßbandbreite B = 100 Hz < 1/T = 1 kHz)
B < 1/T (Gl. 6-9)
Ref 0 dBm
Att 30 dB
* RBW 3 kHz
VBW 30 kHz
SWT 15 ms
Marker 1 [T1]
-9.15 dBm
900.02408000 MHz
Eine weitere Verringerung der Bandbreite liefert gleiche Amplitudenwerte,
reduziert aber das Rauschen und verbessert somit den Störabstand
mit dem Bandbreitenverhältnis 10⋅lg(B 1 /B 2 ).
1PK
MAXH
0
-10
-20
1
2
Delta 2 [T1]
-17.48 dB
10.00000000 kHz
A
-30
2. Die Bandbreite B ist größer als der Abstand ∆f der Spektrallinien, aber
kleiner als der Abstand 1/τ der ersten Nullstelle der einhüllenden si-
Funktion zur Trägerfrequenz.
Die Spektrallinien können nun nicht mehr aufgelöst werden, die Amplitude
der Einhüllenden ist bandbreitenabhängig. Dies ist verständlich,
da die Amplitude davon abhängt, wie viele Spektrallinien innerhalb der
Meßbandbreite erfaßt werden.
-40
-50
-60
-70
-80
PRN
EXT
-90
1/τ > B > 1/T (Gl. 6-10)
-100
Obige Bedingung beschreibt den Fall der Hüllkurvendarstellung. Die Amplitude
der Hüllkurve steigt mit zunehmender Bandbreite mit 20 lg B 2 /B 1 .
Center 900.02408 MHz
10 kHz/ Span 100 kHz
Bild 6-14 Hüllkurvenspektrum eines gepulsten Signals
(1/τ =10kHz> B = 3 kHz > 1/T = 1 kHz)
188
189