德思特应用 | 革新MIMO无线电测试，精准测量10 MHz-8 GHz复杂射频信号！（二）

来源：德思特测量测试 德思特应用 | 革新MIMO无线电测试，精准测量10 MHz-8 GHz复杂射频信号！（二）

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上一篇文章介绍了MIMO无线电测试的背景介绍、功率计的设计原理等。本章将继续为大家介绍功率计的测量方法及功率计实际测试应用。

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04 功率计的测量方法

（1）单端口测量

EN 300 328标准描述了如何计算单端口和多端口（MIMO设备）场景的突发RMS功率。

由于检测器在输入处提供代表RMS功率的电压，因此突发（burst）信号的RMS功率可计算如下：其中，有效样本（Pn）被视为落在20 dBc以内的值（距最高RMS值）。

为了压缩数据，并不是每个样本都被发送出去。DSP存储突发的平均值以及第⼀个和最后⼀个样本（20 dBc点）的开始和停⽌时间。这种压缩提供了足够的数据来根据EN 300 328标准进行测量，同时实现更快的数据传输。此外，功率计还能够存储100,000次突发。

（2）多端口测量

对于具有多个端⼝的设备的测量，EN 300 328标准规定，在任何给定时刻，必须计算并存储功率总和。以下示例说明了⼀个场景，其中3个端口各自具有不同的突发信息：

然后可以使用以下公式计算3个功率计的总功率：

该标准要求以与单个端口相同的方式计算多个端⼝突发的RMS功率。然而，功率计仅存储平均功率以及各个端⼝突发的开始和停止时间。当重新排列公式时，我们观察到以下情况：

这表明，对每个功率计的突发信号进行平均除以功率计的数量，相当于分别对每个功率计的样本进行求和，然后除以样本数量。针对每个功率计执行该过程，然后除以功率计的数量。

（3）同步和用户界面

总功率的计算不是由功率计本身执行的。功率计本身存储平均RMS值以及开始和停止时间。通过链式连接和触发功率计，实现同步。

可以使用RadiMation软件免费版本管理每个功率计的触发、采样率一半的时间内的同步以从每个功率计检索存储的数据。利用该软件，可以进行额外的计算，并对天线增益和波束成形增益等因素进行补偿。此外，RadiMation根据EN 300 328和EN 301 893标准确定所需的参数，例如EIRP（有效各向同性辐射功率）、RF输出功率、占空比、Tx序列、Tx间隙和观测中的介质利用率时间。

05 功率计实际测试

分为以下几个方面对德思特TS-RPR3008W与热功率计进行了对比测试。验证德思特TS-RPR3008W功率计的以下性能：

✓具有测量信号的带宽和复杂性的能力

✓具有测量间歇性开启和关闭信号的RMS功率的能力

✓测试存在加性高斯白噪声的信号的RMS功率的能力

测试使用的设备有：能够生成复杂WiFi信号的发生器来生成复杂的调制信号以及其它测试所需信号，德思特TS-RPR3008W，以及用来做对比测试的热功率计。

（1）对802.11标准下的信号测量

对802.11信号进行测量，以展示德思特TS-RPR3008W通过RMS响应测量802.11WiFi信号的带宽和复杂性的能力。

在2.4 GHz频率下，生成带宽为20、40、80、160和320 MHz的信号。最初，在没有调制的情况下确定两个功率计之间的功率偏差，作为基线。随后，产生调制信号，并检查功率增量。两个功率计的增量值应非常接近。

如前所述，热功率计的动态范围是有限的。为了实现精确测量，峰值包络功率（PEP）不得超过仪表的最⼤可测量功率，这⼀点至关重要。此外，总信号带宽应显着超过功率计的本底噪声，以确保功率计测量实际信号而不是其自身的噪声。为了实现精确测量，信号峰值始终落在功率计的测量范围内至关重要。此外，信号常常变得很弱；在这种情况下，信号必须保持可检测，从而保持在本底噪声之上。

测试在-20 dBm下进行，该测试级别用于确保测量峰值包络功率（PEP）时结果的精度，同时减轻本底噪声的影响。

以上的表格中总结了热功率计和德思特TS-RPR3008W在2.4 GHz下各种信号配置的比较。显示的值包括连续波（CW）功率、调制功率、功率增量（差值）以及功率计之间的不平衡。

这些测试表明TS-RPR3008W能够准确测量不同带宽的调制WiFi信号的功率，展示其处理具有RMS响应的802.11信号复杂性的能力。

（2）对脉冲信号测试

由于通信信号通常具有较短的开启周期，因此功率计准确测量间歇性开启和关闭信号的RMS功率至关重要。

信号发生器配置为脉冲调制，ON和OFF状态的脉冲宽度均为250 µs，以及单独配置ON和OFF状态的脉冲宽度均为25 µs，从而产生50%占空比循环。

（3）高斯白噪声（AWGN）

GNSS模拟器是GNSS高精测试的关键产品，是基

除了WiFi信号和脉冲调制信号之外，还使用10、20和100 MHz的带宽在存在加性高斯白噪声（AWGN）的情况下观察到RMS功率。

06 结论

总之，TS-RPR3008W功率计在测量复杂调制信号方面表现出了卓越的能力。其准确性经过设计、严格测试以及与热功率计的比较测试得到了验证。在各种信号带宽和复杂的调制信号中证明了其准确性和可靠性。同时通过有效解决信号调制和间歇性开/关周期带来的挑战，这些功率计可为各种应用提供精确的测量。

当与RadiMation软件（免费软件）结合使用时，功率计可提供全面的参数分析，使其成为射频功率领域的多功能且有价值的工具。

宽频率范围（10 MHz至8 GHz）、高测量速度、RMS响应检测器和精密N型连接器等功能的结合凸显了这些功率计的先进设计。定制的金属外壳不仅保证了耐⽤性，还提供了有效的屏蔽和散热。

总之，TS-RPR3008W功率计的优势在于能够准确测量复杂信号、表现出稳定性并提供实用的解决方案来满足现代通信技术的需求。