信號頻寬

信號頻寬

由信號頻譜圖可以觀察到一個信號所包含的頻率成分。把一個信號所包含諧波的最高頻率與最低頻率之差,即該信號所擁有的頻率範圍,定義為該信號的頻寬。因此可以說,信號的頻率變化範圍越大,信號的頻寬就越寬。

基本介紹

  • 中文名:信號頻寬
  • 外文名:signal bandwidth
  • 作用:觀察到一個信號所包含的頻率成分
  • 定義諧波的最高頻率與最低頻率之差
相關概念,測量方法,測量設備,

相關概念

3dB頻寬
3dB頻寬通常指功率譜密度的最高點下降到1/2時界定的頻率範圍。
等效功率頻寬
信號的等效功率頻寬是將信號等效為一個矩形譜的頻寬(單位為dB),且該矩形譜的功率與信號的功率相同,信號的功率頻寬定義為占信號總功率的一定比例所占用的頻率寬度,如98%功率頻寬是指在這個頻率範圍內的信號功率占總信號功率的98%。
必要頻寬:對於給定的發射類別而言,其恰好足以確保信息的傳輸率在指定條件下所要求質量所需的頻寬。
占用頻寬:在此頻率的下限之下和上限之上,發射總平均功率分別等於某一給定發射總平均功率規定的百分數∥2。
“x-dB”頻寬:指頻帶的寬度是其上限和下限之外,任何離散頻譜分量或連續頻譜功率密度至少比預先設定的0dB參考電平低x—dB。

測量方法

(1)監測站對信號頻寬的測量
由於在監測站對發射的測量是實際條件下進行的,信號經過一定的傳播路徑,監測結果會受到測量值的波動、干擾、噪聲以及測量設備回響速度的影響,因此實際測量方法在不斷地更新。
FM和AM信號的頻寬會隨著調製內容不斷變化,在這些情況下,監測站重點測量一定時間範圍內最大占用頻寬和“x-dB”頻寬。ITU-R建議SM.443建議監測站應暫時採用在26dB處測量頻寬的方法(即“x—dB”頻寬中X=26),作為對頻寬的估計。
現代監測/測量接收機是建立在數位訊號處理技術基礎上的,使用該技術能夠以“x-dlB”或β%兩種方法確定被測信號的頻寬。β%方法是較好的方法,因為它允許頻寬測量獨立於信號的調製。特別在測量數位訊號的頻寬時,在無法獲得其技術上的識別信息和低S/N的情況下更是如此。而在實際的無線電干擾案例中,“x—dB”的方法更為有效。
(2)測量“x—dB”的直接方法
在實際監測過程中,監測人員會用諸如頻譜分析儀和FFT功率比法等的方法來獲取信號的頻譜,“x-dB”頻寬可從頻譜中直接讀取。下面介紹固定0dB參考電平,以確定多種發射類別的“x-dB”頻寬和“x-dB”電平值。
ITU—R建議SM.443中提到“在占用頻寬測量方法被完善得充分考慮了監測站活動的特定特徵之前,這些監測站應繼續使用這裡介紹的“x-dB”方法在一26dB進行測量,並針對發射類別採用修正因子,以確定占用頻寬”。

測量設備

監測站內適用於測量占用頻寬的接收設備必須滿足下列條件:
1)通帶內的頻率特性在被測發射頻譜範圍內是平坦的,波動範圍在±0.5dB以內;
2)頻率選擇性能足夠區分帶外噪聲與干擾,同時引入的通帶電平邊緣相對於通帶中部的衰落不超過2dB;
3)為適應被測發射可能的場強變化,接收設備要對至少60dB的輸入變化具有良好的線性變化。,
當用頻譜分析儀按照“x—dB”的方法確定信號頻寬時,需使用最大保持的工作方式。理想的頻譜分析儀具有較高的解析度,可精確顯示被測信號的頻譜,以滿足對窄帶信號的測量;要測量寬頻信號的頻寬,可將頻譜分析儀與一個完整的接收機及為通用目的而設計的接收機結合在一起使用。一些現代頻譜儀含有估算被測信號占用頻寬的固件功能。

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