【应用】简化设置的PNA-X网络分析仪用于相位噪声测量，可改善相位噪声，并提高测量准确性

时间： 2022-04-30 来源：Keysight

技术问答

射频(RF)信号和微波信号的生成在通信或航空航天和国防等关键行业测试高性能系统时至关重要。在许多尖端雷达和通信系统中，相位噪声限制了系统效率。例如，在雷达系统中，相位噪声会降低处理多普勒信息的能力，从而导致无法检测到目标。这会影响恶劣天气的预测、飞行条件的确定，甚至会影响一个国家的国防系统。本文KEYSIGHT将介绍相位噪声的基础知识，之后会告诉读者如何在变频器上进行相位噪声测量。

相位噪声

相位噪声的定义为载波偏移频率处的功率密度与载波信号总功率的比值。相位噪声的测量是一项具有挑战性且非常耗时的工作，这是因为这项工作取决于以下不同因素：内部架构、振荡器类型、内部和外部频率参考以及内置功能的影响。而如果采用集成干净的信号生成和高性能频谱分析来进行测试则会带来更大的挑战。

测量噪声有三种方法，从基本复杂度到中等复杂度的排序分别为：直接频谱、载波去除和互相关。而在工程实验中采用哪一种方法主要取决于您的设备的性质和复杂度。

相位噪声测量案例

本节将介绍一个现代雷达和通信系统基础的一个案例：测量带有内部本振(LO)的变频器的相位噪声。测试变频器涉及捕获许多参数，包括增益、相位、延迟、互调失真和噪声系数。因此，当您获得测试结果时，您需要知道输出信号相位噪声的来源。

您可以使用Keysight PNA-X 网络分析仪上的相位噪声测量应用程序进行这些测量。该应用无需单独的外部高性能信号分析仪或专用相位噪声测量系统。内部直接数字合成 (DDS) 源进一步简化了测量设置，同时将相位噪声提高了30dB，在亚太赫兹频带中动态范围降低了30dB。它还允许您测量射频信号源和双端口有源器件（如嵌入式LO频率转换器）的相位噪声。

该图显示了两个相位噪声测量设置。左侧的相位噪声测量设置使用PNA-X作为LO，并在外部信号分析仪上进行不相关测量。然而，右边的那个使用PNA-X作为信号源和分析仪。这允许将相关相位噪声去除到一阶，从而提高测量灵敏度。

信号源和接收器不相关和相关

不相关的设置使用以下内容：

· 将DDS源用作LO的PNA-X

· PNA-X DDS源作为输入

· 与PNA-X不相关的PXA信号分析仪进行测量

相反，相关设置使用以下内容：

· 将DDS源用作LO的PNA-X

· 以DDS源为输入的PNA-X

· PNA-X进行测量

在这里，由于PNA-X提供输入信号并进行测量，因此大家能够将相位噪声去除到一阶。结果是近距离相位噪声从大约-91dBm（不相关）到-108dBm。再远一点，它从大约-122dBm（不相关）到-128dBm。相位噪声在近处改善了约17dBm，在远处改善了约6dBm。

在此设置中，使用PNA-X的新DDS源改善了相位噪声。PNA-X的灵活性和性能通过集成干净的信号生成简化了测试设置，同时提高了相位噪声测量的准确性。

测试时间和测量精度是开发用于尖端雷达和通信系统的混频器和变频器的基本考虑因素。Keysight PNA-X网络分析仪将帮助您改进相位噪声测量。它们还允许您简化测量设置，以便在同一个测试站测量增益、延迟、误差矢量幅度、噪声功率比、增益压缩和其他关键参数。

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