《射频测试笔记》是行业一线工程师以理论与实践相结合的方式介绍射频微波测试技术的专栏。主要涉及噪声系数、数字调制、矢量网络、频谱分析、脉冲信号等。如果想看内容或者技术问题，可以在文末写留言。
用频谱分析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。英语里叫脱敏效应，暂译为脱敏效应脉冲在本文中。
脉冲减敏是射频脉冲的一个特性，它与线性频谱相呼应，所以可以不要被认为是一个缺点。相反，有时利用这一特点是必要的。为便于理解，下面将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导通和关断，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。将连续波与基带脉冲相乘得到射频脉冲信号
根据卷积定理，两个信号的时域相乘等价于其频谱的卷积。理论上，连续波信号的频谱是一条单一的谱线。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显示了基带脉冲信号频谱的示意图。
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。
可以看出，在脉冲调制的过程中，基带脉冲频谱向载波信号的频率移动。
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频谱，每条谱线的幅度按照正弦函数变化。相邻谱线之间的频率间隔是基带脉冲周期t的倒数。当实际使用光谱仪进行测试时，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，在上面的公式中，乘以CW信号的基带脉冲信号的幅度被认为是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。
脉冲减敏效应通常只关注中心载波的幅度变化，而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。
周期的傅立叶系数an可以写为
那么a0就是
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
右边的第一项=上式中是carri
同时这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低20lg(/T)dB。值得一提的是，因为之前给定了电压之间的关系，所以换算成对数的时候，乘法系数是20！
脉冲的占空比越低，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。
射频的频谱可分为包络谱和线谱。当RBW足够大时，它将显示为包络谱。随着RBW的减小，包络谱的整体幅度会减小，直至表现为线性谱。此时，线状光谱的每一行的振幅将不再变化。这就是脉冲减敏效应，20lg(/T)通常被称为减敏因子。
基于脉冲信号线谱的典型应用
场景1:测量平均脉冲功率
频谱测试只是射频脉冲最基本的测试项目。无论是基于包络谱还是线性谱，都可以确定载波频率、总平均功率等参数。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。
现代频谱分析仪通常有一个功能叫零跨度，可以获得脉冲包络，也可以配备专用的射频脉冲分析套件。然而，如果脉冲宽度很窄，将需要光谱仪的分析带宽。
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
对于射频脉冲信号的相位噪声测试，也需要在线性频谱下进行。脉冲信号的相位噪声不同于原始载波信号的相位噪声，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的矢量叠加得到的总相位噪声自身相位噪声。因此，在测试射频脉冲信号的相位噪声时，通常将频率偏移设置在PRF/2 (PRF为脉冲重复频率，即周期的倒数)的范围内。如果超过这个频率偏移，测试误差会增加！而且一般测试中心载波的相位噪声，因为幅度最高，边带强，所以更容易保证测试精度！
场景3:脉冲S参数测试
用射频脉冲作为测试器件的S参数通常应用于两种情况：(1)器件受连续波激励时自热效应明显；(2)脉冲雷达收发组件的测试。前者可以有效防止自热效应对器件在脉冲激励下测试时性能的影响，后者主要是为了完成接近真实使用场景的器件性能标定。
测量脉冲S参数的常用方法之一是窄带法，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。
那这就是我想与你分享的。希望对你有帮助~ ~
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