无线通信仪表与测试应用（第3版）

出版者:人民邮电出版社

作者:张睿

页数:553

出版时间:2018-5

价格:¥158.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115483515

具体描述

仪表是无线通信工程测试的基础。本书介绍了当前无线通信测试中常用仪表（如示波器、信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、综合测试仪等）的基础理论和使用技巧，并结合目前主流无线通信技术标准，对这些仪表在2G/3G、LTE、LTE-Advanced、WLAN、MIMO OTA、物联网、卫星导航、无线电监测等系统中的测试应用进行了介绍，同时探讨了5G测试的相关技术。本书根据作者在测试工作中的实际经验编写，没有过多的理论推导，配合图形和操作实例来介绍仪表的使用方法和使用技巧，具有很强的实用性。

作者简介

张睿

就职于中国信息通信研究院泰尔终端实验室，国家一级计量考评员；电子学会电磁兼容分会委员；曾主持建立多个行业最高计量标准，主持起草《CDMA数字移动通信综合测试仪校准规范》等十多个国家的行业标准和计量校准规范；出版《移动智能终端技术与测试》等专著；作为第一发明人获得发明专利七项。

周峰

中国信息通信研究院泰尔实验室高级工程师，工学博士；发表技术论文五十余篇，作为第一发明人申请发明专利十余项；著有《移动通信天线技术与工程应用》。

郭隆庆

现就职于中国信息通信研究院泰尔实验室，高级工程师；长期从事移动通信测试和计量工作，曾主持起草多项国家和行业计量标准，负责多个国家和部级科研项目。

目录信息

第1章　无线通信系统的测试基础 1
1.1 无线通信系统 1
1.1.1 无线通信的基本概念 1
1.1.2 信号与通信系统概述 2
1.1.3 无线通信系统组成与电波传播 5
1.2 无线通信中的测量值 8
1.2.1 概述 8
1.2.2 相关量纲单位基础 9
1.2.3 电压dB与功率dB的区别 10
1.2.4 功率与电平 11
1.2.5 衰减和增益的计算 12
1.2.6 分贝与百分比之间的相互转化 13
1.2.7 dB值的计算方法 14
1.2.8 dBμV、dBμVemf与dBm 18
1.2.9 一些参考值 19
1.3 无线通信系统中的测量参数和相关测试仪表 22
1.3.1 信噪比 22
1.3.2 噪声 22
1.3.3 噪声因子和噪声系数 23
1.3.4 相位噪声 24
1.3.5 S参数 25
1.3.6 场强 27
1.3.7 天线增益 27
1.3.8 峰值因子 28
1.3.9 信道功率和邻道功率 29
1.3.10 误差矢量幅度 29
1.3.11 A/D和D/A转换器的动态范围 30
1.3.12 dB（FS） 31
1.4 测量不确定度 31
1.4.1 不确定度的概念 32
1.4.2 不确定度与误差的区别 32
1.4.3 不确定度的来源 33
1.4.4 不确定度参考标准和文件 33
参考文献 33
第2章　信号发生器 34
2.1 信号和信号发生器 34
2.1.1 基带信号发生器和任意波发生器 34
2.1.2 模拟信号发生器和连续波信号 37
2.1.3 矢量调制信号发生器 40
2.1.4 信号发生器使用技巧和注意事项 45
2.1.5 典型信号发生器介绍 48
2.2 有关信号发生器的测试实例 51
2.2.1 产生功率精准、稳定的连续波信号 51
2.2.2 产生多路相位相参信号 53
2.2.3 生成卫星导航信号 57
2.2.4 数字信号的误比特率测量 61
2.2.5 功率放大器数字预失真测量 63
2.2.6 LTE-A信号产生方案 66
2.2.7 5G信号生成的若干进展 70
参考文献 74
第3章　频谱分析仪 76
3.1 频谱分析仪原理 76
3.1.1 概述 76
3.1.2 快速傅里叶变换分析仪（FFT分析仪） 77
3.1.3 超外差式分析仪 78
3.1.4 实时频谱分析仪 85
3.2 频谱分析仪的典型指标 86
3.2.1 中频滤波器特性 87
3.2.2 相位噪声 87
3.2.3 频谱分析仪的固有噪声 87
3.2.4 频谱分析仪的非线性特性 88
3.2.5 1dB压缩点 89
3.2.6 动态范围 89
3.2.7 频谱测量精度 90
3.2.8 电平测量精度 90
3.3 典型频谱分析仪介绍 90
3.3.1 R&S公司频谱分析仪 90
3.3.2 是德科技（Keysight，前身为安捷伦）频谱分析仪 92
3.3.3 安立（Anritsu）公司频谱分析仪 93
3.4 频谱分析仪使用注意事项及使用技巧 94
3.4.1 选择合适的分辨力带宽（RBW） 94
3.4.2 提高测量精度 96
3.4.3 优化低电平测量的灵敏度 97
3.4.4 为失真测量优化动态范围 100
3.4.5 识别内部失真成分 102
3.4.6 优化瞬态测量的测量速度 103
3.4.7 选择合适的检波/显示模式 104
3.5 使用频谱分析仪的典型测试实例 106
3.5.1 脉冲信号的测量 106
3.5.2 WCDMA信号的邻道功率测量 111
3.5.3 杂散发射（传导）测量 114
3.5.4 使用便携式频谱仪进行基站信号的外场测试 123
参考文献 126
第4章　矢量信号分析方法和仪表 127
4.1 矢量分析方法和矢量误差 127
4.1.1 矢量信号分析的技术背景 127
4.1.2 矢量调制误差的测量原理 128
4.2 矢量信号分析仪及使用 131
4.2.1 矢量信号分析仪的结构和使用 131
4.2.2 通过矢量信号分析仪判断调制误差原因 139
4.2.3 典型矢量信号分析仪介绍 147
4.2.4 矢量信号分析仪测量大失真信号的缺陷及改进 150
4.2.5 矢量信号分析仪的计量 154
4.3 使用矢量信号分析仪的测试实例 155
4.3.1 GSM调制信号测试实例 155
4.3.2 定位多模基站不同制式间干扰问题 158
4.3.3 使用矢量信号分析仪测量AM和PM信号参量 160
4.3.4 DTMB数字地面电视信号的解调分析 164
4.3.5 LTE系统的数字调制测量 167
4.3.6 5G信号矢量解调测量的进展 169
参考文献 171
第5章　无线通信综合测试仪 174
5.1 综合测试仪原理 174
5.1.1 引言 174
5.1.2 原理和框图 174
5.2 综合测试仪主要指标介绍 177
5.3 综合测试仪典型仪表介绍 179
5.4 典型使用案例 182
5.4.1 使用综测仪进行LTE终端语音测量 182
5.4.2 使用多端口综测仪在非信令模式下提高产线测试速度 190
5.4.3 WCDMA手机测试 192
5.4.4 使用综测仪进行TD-LTE手机测试 196
参考文献 208
第6章　功率计 209
6.1 概述 209
6.2 功率测量基本概念 209
6.2.1 微波功率的几个不同表达式 209
6.2.2 微波功率的几个不同定义 211
6.3 功率计的基本原理 214
6.3.1 热敏式功率计 214
6.3.2 热偶式功率计 217
6.3.3 二极管功率计 220
6.4 微波功率计的主要技术指标 224
6.4.1 频率范围 224
6.4.2 功率测量范围 224
6.4.3 参考校准源 224
6.4.4 功率测量线性度 224
6.4.5 功率传感器的阻抗特性 225
6.5 微波功率测量不确定度分析模型 225
6.5.1 失配误差 225
6.5.2 功率灵敏度的不稳定性 227
6.5.3 功率指示器的误差 227
6.6 微波功率计的选择 228
6.6.1 脉冲调制信号 228
6.6.2 AM/FM信号 229
6.6.3 脉冲调制信号 229
6.6.4 互调测试 230
6.7 功率计典型应用 230
6.7.1 校准信号发生器输出功率 230
6.7.2 用脉冲功率传感器和功率计进行WiMAX信号测量 231
6.8 典型功率传感器介绍 234
参考文献 238
第7章　示波器 239
7.1 示波器概述 239
7.1.1 示波器与信号测量 239
7.1.2 模拟示波器和数字示波器 241
7.2 示波器的基本原理 243
7.2.1 数字示波器的采样 243
7.2.2 数字示波器的触发 246
7.2.3 示波器的抖动测量能力 249
7.2.4 数字示波器的波形平滑功能 252
7.2.5 数字示波器的直流测量能力 254
7.2.6 示波器的测量速度 255
7.2.7 数字示波器的FFT和混合域分析 256
7.3 示波器的配套探头 259
7.3.1 探头和探头附件概述 259
7.3.2 探头使用的注意事项 263
7.4 示波器的指标和典型仪表 267
7.4.1 示波器的指标 267
7.4.2 示波器典型仪表介绍 273
7.5 示波器的操作和使用 275
7.5.1 示波器4个基本系统的设置 275
7.5.2 示波器的使用注意事项 280
7.6 测量实例 283
7.6.1 若干简单测量项目 283
7.6.2 高速信号互连测试系统 284
7.6.3 脉冲信号的瞬态参量测试 291
7.6.4 射频调制脉冲参数测量 295
7.6.5 基于示波器的矢量解调 300
7.6.6 混合域示波器在物联网研发中的应用 303
参考文献 308
第8章　矢量网络分析仪 310
8.1 概述 310
8.2 微波网络的散射参数 310
8.2.1 线性散射参数的概念 310
8.2.2 二端口网络的反射特性和传输特性 312
8.2.3 非线性散射参数的概念 318
8.3 网络分析仪基础 323
8.3.1 网络分析仪的基本原理 323
8.3.2 网络分析仪的基本结构 323
8.4 网络分析仪的校准技术 328
8.4.1 网络分析仪测量误差模型 328
8.4.2 网络分析仪的校准方法 332
8.5 网络分析仪典型应用 342
8.5.1 滤波器的测试 343
8.5.2 放大器的测试 344
8.5.3 无线充电设备的测试 356
8.5.4 器件脉冲参数的测试 362
8.5.5 噪声系数的测试 366
8.5.6 自适应天线的测试 373
8.6 网络分析仪使用技巧 377
8.6.1 灵活的扫描方式 377
8.6.2 灵活的测试开放接口 378
8.6.3 时域选通功能 380
8.6.4 测试点数对测试结果的影响 382
8.6.5 双源激励的新应用模式 383
8.6.6 接收机电平精度校准 385
8.7 矢量网络分析仪典型型号介绍 389
8.7.1 Keysight公司矢量网络分析仪典型型号 389
8.7.2 R&S公司矢量网络分析仪典型型号 392
8.7.3 Anritsu公司矢量网络分析仪典型型号 394
参考文献 395
第9章　其他测量仪表介绍 396
9.1 噪声系数测量仪表 396
9.1.1 概述 396
9.1.2 噪声系数概念 396
9.1.3 噪声系数测量方法 398
9.1.4 如何提高噪声系数测量精度 401
9.1.5 噪声系数频率扩展测量 409
9.1.6 典型噪声源和噪声系数测试仪介绍 412
9.2 无线信道模拟仪表 413
9.2.1 无线信道模型概述 413
9.2.2 无线信道传播特性 414
9.2.3 无线信道模拟器的原理 418
9.2.4 典型应用 419
9.2.5 无线信道模拟器典型仪表介绍 431
9.3 路测类仪表 439
9.3.1 路测仪的结构和功能 439
9.3.2 典型的路测仪表介绍 441
9.4 天馈线测量仪表 447
9.4.1 典型测试实例 447
9.4.2 典型天馈线测试仪介绍 451
9.5 无源互调测量仪表 453
9.5.1 无源互调基本概念和原理 453
9.5.2 无源互调测试系统的基本结构 456
9.5.3 无源互调测试应用 459
9.5.4 无源互调测试仪典型仪表介绍 461
9.6 相位噪声测量仪表 464
9.6.1 相位噪声基本概念 464
9.6.2 相位噪声测量方法 467
9.6.3 相位噪声测量典型仪表介绍 472
参考文献 475
第10章　无线通信系统测试中仪表的典型应用 476
10.1 移动通信系统收发信机测试 476
10.1.1 概述 476
10.1.2 发射机测试 477
10.1.3 接收机测试 485
10.2 终端（手机）射频测试 487
10.2.1 终端（手机）射频测试概述 487
10.2.2 主要射频测试项目和测试示例 488
10.2.3 终端射频一致性认证测试平台 491
10.3 移动终端的空中性能测试 494
10.3.1 空中性能测试（OTA）的概念 494
10.3.2 OTA的测试参数 494
10.3.3 OTA的测试方法和测试系统 494
10.3.4 MIMO OTA测试 496
10.4 GNSS 原理及测试方案 500
10.4.1 GNSS概述 500
10.4.2 导航卫星模拟器 502
10.4.3 R&S导航接收机测试 503
10.5 无线电信号监测 507
10.5.1 无线电信号监测概述 507
10.5.2 无线电信号监测技术 508
10.5.3 使用便携式频谱分析仪进行无线电信号监测的应用实例 512
10.6 车载紧急呼叫（eCall）系统测试 516
参考文献 519
第11章　测试自动化 520
11.1 自动测试系统的概念与组成 520
11.2 虚拟仪器 521
11.2.1 虚拟仪器的概念 521
11.2.2 虚拟仪器的特点 522
11.3 自动测试系统软件开发环境 525
11.3.1 LabView 525
11.3.2 LabWindows/CVI 528
11.3.3 VEE 531
11.3.4 CMWcards 534
11.4 自动测试系统总线技术 535
11.4.1 GPIB总线技术 535
11.4.2 VXI总线技术 538
11.4.3 PXI总线技术 541
11.4.4 LXI总线技术 545
11.5 应用及编程实例 548
11.5.1 实例1—基于模块化仪器的RFID测试系统 548
11.5.2 实例2—使用矢量信号发生器产生GSM脉冲调制信号 550
参考文献 552
· · · · · · (收起)

用户评价

我是一名刚入职的通信技术员，对于无线通信的基础知识和实际操作都还比较陌生。在工作中，我经常会遇到一些关于各种测试设备使用的问题，让我感到无从下手。抱着试试看的心态，我入手了这本书，没想到它真的成为了我的救星。书中的语言非常平实，没有那些让人望而生畏的专业术语，而且大量的插图和流程图，让我能够清晰地理解每一步操作。我尤其喜欢它在讲解如何使用示波器和频谱分析仪时，给出的详细步骤和注意事项，这让我不再害怕面对这些“庞然大物”。通过学习这本书，我不仅对各种无线通信仪表有了初步的认识，更重要的是，我学会了如何运用它们去完成一些基础的测试任务。我感觉自己不再像以前那样迷茫，而是对未来充满了信心。这本书就像一位耐心细致的导师，陪伴我从零开始，一步步掌握了无线通信测试的基本技能。

我一直认为，理论的学习如果不能与实际应用相结合，其价值将大打折扣。这本书完美地诠释了这一点。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本实用的指南，为我们提供了一套系统性的解决方案。从最初的仪表选型，到具体的测试设置，再到最终的数据分析，书中都给出了详细的指导。我特别喜欢书中关于故障排除的章节，它通过列举一些常见的测试问题，并给出相应的解决方法，这对于我们这些在实际工作中经常会遇到各种突发状况的人来说，简直是及时雨。它帮助我节省了大量的时间和精力，让我能够更快地定位问题并找到解决方案。而且，书中提供的一些高级测试技巧和优化方法，也让我受益匪浅，让我能够更高效地完成复杂的测试任务。这本书绝对是我在无线通信测试领域取得进步的重要助力。

作为一名在射频领域摸爬滚打多年的工程师，我一直都在寻找一本能够真正解决实际问题的参考书。市面上充斥着各种技术手册和论文，但很少有能将理论与实践完美结合的。这本书给我带来的惊喜，在于它对无线通信仪表在实际测试场景中的应用进行了极其详尽的阐述。它不仅仅列举了各种仪器的功能，更重要的是，它深入剖析了在不同测试场景下，如何选择合适的仪器、如何设置参数、以及如何解读测试结果。我尤其欣赏其中关于噪声系数测量和三阶互调失真（IP3）测量的章节，这些都是我们在日常工作中经常遇到的难题，而书中的方法和技巧，着实让我茅塞顿开，解决了不少困扰我已久的难题。它没有空谈理论，而是直击痛点，提供了可操作的解决方案。读这本书，我感觉就像是在与一位经验丰富的同行交流，从他身上学到了许多宝贵的实战经验。这本书绝对是我案头必备的工具书之一，它将极大地提升我的工作效率和测试水平。

这本书所涵盖的内容深度和广度都令我印象深刻。它并没有仅仅停留在对单一仪器的介绍，而是将各种仪表置于整个无线通信系统测试的宏观框架下进行阐述。从最基本的信号源和示波器，到更复杂的频谱分析仪、网络分析仪，再到一些专门的测试设备，它都给予了充分的关注。而且，它对于不同类型信号的测试方法，如AM、FM、ASK、FSK等，都进行了详细的讲解，并且结合了实际的应用场景。我特别欣赏书中关于不同测试标准和规范的介绍，这对于我们在实际工作中遵循行业标准至关重要。它帮助我理解了为什么我们需要进行特定的测试，以及这些测试结果的意义何在。这本书不仅提供了“怎么做”，更重要的是，它解释了“为什么这么做”，这使得我能够更深入地理解无线通信测试的本质。

一本让人惊喜的读物！一直以来，我对无线通信这个领域都充满好奇，但总觉得专业书籍要么枯燥乏味，要么过于理论化，难以消化。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。从第一页开始，我就被它清晰的逻辑和生动的讲解所吸引。作者似乎非常懂得如何将复杂的概念拆解开来，用通俗易懂的语言进行阐释，仿佛是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导我一步步深入。书中穿插的丰富图例和实际案例更是锦上添花，让抽象的理论变得触手可及。我特别喜欢其中关于信号频谱分析的部分，以往我总觉得这一块是听天书，但通过书中的讲解，我竟然能开始理解那些错综复杂的波形背后所代表的意义。而且，它不仅仅停留在理论层面，更重要的是，它能够非常实际地指导我们在实际操作中遇到的问题。我甚至觉得，即使是没有相关基础的初学者，只要肯花时间去阅读和思考，也能从中获益匪浅。它就像一本打开无线通信世界大门的钥匙，让我看到了一个充满无限可能的新天地。