《射频测试笔记》是为行业一线工程师开设的理论与实践相结合介绍射频微波测试技术的专栏，内容主要涵盖噪声系数、数字调制、矢量网络、频谱分析、脉冲信号等。如果有什么想看的内容或者技术问题，可以在文末留言。
用频谱仪测试射频脉冲信号的频谱时，通过设置不同的RBW可以得到不同的结果，包括连续包络谱和离散线性谱。对于一个简单的射频脉冲，脉冲减敏效应意味着当显示线性频谱时，中心载波的幅度将低于脉冲中的平均功率，这取决于脉冲的占空比。英语叫脱敏效应，暂时翻译成脉搏的“脱敏效应”。
脉冲减敏效应是射频脉冲的一个特性，在一定距离上与线谱相呼应，不能算缺点。相反，有时需要利用这一特性。为了便于理解，下面先介绍射频脉冲的频谱，再介绍减敏效应产生的原因，并给出三个基于线性频谱的典型应用。
射频脉冲的频谱是什么？
图1显示了产生RF脉冲信号的最简单方法。脉冲调制器可以理解为一个开关，基带脉冲信号控制其通断，从而将输入的CW信号转换为RF脉冲信号。这个过程也可以理解为CW信号和基带脉冲信号的时域相乘。
图一。RF脉冲信号是通过将CW乘以基带脉冲而获得的。
根据卷积定理，两个信号在时域上的相乘等价于它们频谱的卷积。CW信号的频谱理论上是单谱线。只要确定基带脉冲信号的频谱，就可以得到射频脉冲信号的频谱。
图二。基带脉冲信号的双边带频谱
根据傅里叶变换，周期性基带脉冲信号的双边带频谱是离散的，每条谱线的幅度服从Sinc函数(有时称为Sa函数)的变化规律。图2所示为基带脉冲信号频谱示意图。
为了便于分析，CW信号可以写成
相应的傅立叶变换为
假设基带脉冲信号m(t)的傅里叶变换为F()，根据卷积定理可以得到
因此，在脉冲调制过程中，基带脉冲频谱偏移到载波信号的频率。
图3。射频脉冲信号的线性频谱
射频脉冲的频谱如图3所示。因为是周期信号，所以它的频谱是离散的，每条谱线的幅度按照正弦函数的规律变化。相邻谱线之间的频率间隔是基带脉冲周期t的倒数，用频谱仪测试时，可以通过设置不同的分辨率带宽RBW来显示包络谱或线性谱。当RBW小于谱线间距时，可以得到线性光谱；当RBW逐渐增加时，它逐渐显示为脉冲包络谱。
如何理解脉冲脱敏效应？
周期为t、脉冲宽度为的基带脉冲信号表示为
因为脉冲调制器相当于一个控制CW信号通断的开关，为了简单起见，假设开关是无损耗的。因此，上式中考虑基带脉冲信号乘以CW信号的幅度为1。
任何周期函数都可以用傅里叶级数展开，m(t)可以进一步表示为
其中，是脉冲信号的基频，=2/t。
脉冲的减敏效应通常只集中在中心载波的幅度变化上，射频脉冲的中心载波对应基带脉冲信号的DC分量。因此，这里只考虑上述公式中DC分量的大小。
周期信号的傅立叶系数an可以写为
A0是
这意味着基带脉冲中的DC分量为
即DC分量与脉冲幅度之间存在一定的比例关系，/T为脉冲的占空比。
根据上述基带脉冲信号和载波信号的表达式，射频脉冲信号可以写成
上式中“=”右边的第一项是射频脉冲信号频谱中的载波分量，幅度为u0/t。
U0是载波s的幅度
同时也意味着当显示脉冲信号的线谱时，中心载波的功率会比脉冲中低20lg(/T)dB。值得一提的是，因为上面给出了电压之间的关系，所以换算成对数时，乘法系数是20！
脉冲信号的占空比越低，线性频谱的中心载波功率越低；相反，线性频谱的中心载波功率越高。
射频脉冲的频谱可分为包络频谱和线性频谱。当RBW足够大时，它将显示为包络谱。随着RBW的不断降低，包络谱的整体幅度会降低，直至显示为线性谱。此时，如果连续减小RBW，线性光谱的每条谱线的振幅不会改变。这就是脉冲减敏效应，20lg(/T)通常被称为减敏因子。
基于脉冲信号线的线谱典型应用
场景1:脉冲平均功率的测量
频谱测试只是射频脉冲最基本的测试项目，载波频率、总平均功率等参数都可以根据包络频谱和线性频谱来确定。对于脉冲宽度内的平均功率测试，除非可以测量脉冲信号的包络，否则光谱仪无法直接测试。
现代谱仪通常有一个叫“零跨度”的功能，可以得到脉冲包络，也可以配备专门的射频脉冲分析套件。但如果脉冲宽度较窄，对光谱仪的分析带宽会有更高的要求。
鉴于这种情况，脉冲减敏效应可用于计算脉冲宽度内的平均功率PAVG:
(更正：上图中的加号应改为减号)公式中，PCF为线谱中心载波的功率。
场景2:射频脉冲相位噪声测试
射频脉冲信号的相位噪声测试也需要在线性频谱下完成。射频脉冲信号的相位噪声与原始载波信号的相位噪声并不相同，前者的相位噪声通常更差。而且因为有很多谱线，每条谱线都有自己的相位噪声，任意频率偏移下的相位噪声实际上就是这些谱线本身的相位噪声的矢量叠加的总相位噪声。因此，在测试射频脉冲信号的相位噪声时，通常将频偏设置在PRF/2 (PRF为脉冲重复频率，即周期的倒数)的范围内。如果超过这个频偏，测试误差会增大！而且一般测试中心因为载波的幅度最高，边带强，更容易保证测试精度！
场景3:脉冲S参数测试
用射频脉冲作为激励试验装置的S参数，通常用于两种情况：(1)连续波激励装置时，自热效应明显；(2)脉冲雷达T/R组件的测试。前者可以有效防止脉冲激励下自热效应对器件性能的影响，后者主要是在真实使用场景下完成器件性能校准。
对于脉冲S参数的测量，目前比较流行的方法之一是窄带法，由于对接收机的带宽要求不高，所以称之为窄带法。相反，这种方法是通过设置相对较小的接收机带宽，只测试中心载波分量，从而在没有外部触发的情况下完成S参数的测试。窄带法简单方便，但由于脉冲脱敏效应，当占空比较小时，对测试设备的动态范围是一个很大的挑战。
这就是我想和你分享的。希望对你有帮助~ ~
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