前面推出了《數(shù)字工程師需要掌握的射頻知識》連載后，反響強烈。有些工程師朋友聯(lián)系我說，除了數(shù)字工程師要用到射頻儀器外，有些射頻工程師也會用到示波器做射頻信號測試，但是不清楚精度如何，以及和頻譜儀等傳統(tǒng)儀器的區(qū)別，希望能對這方面做些講解。

為此，我對示波器做射頻信號測試的應用案例和注意事項做了一些整理，將陸續(xù)連載，希望能給大家提供一些幫助。

時域測量的直觀性

要進行射頻信號的時域測量的一個很大原因在于其直觀性。比如在下圖中的例子中分別顯示了4個不同形狀的雷達脈沖信號，信號的載波頻率和脈沖寬度差異不大，如果只在頻域進行分析，很難推斷出信號的時域形狀。由于這4種時域脈沖的不同形狀對于最終的卷積處理算法和系統(tǒng)性能至關重要，所以就需要在時域?qū)π盘柕拿}沖參數(shù)進行精確的測量，以保證滿足系統(tǒng)設計的要求。

更高分析帶寬的要求

在傳統(tǒng)的射頻微波測試中，也會使用一些帶寬不太高（<1GHz）的示波器進行時域參數(shù)的測試，比如用檢波器檢出射頻信號包絡后再進行參數(shù)測試，或者對信號下變頻后再進行采集等。此時由于射頻信號已經(jīng)過濾掉，或者信號已經(jīng)變換到中頻，所以對測量要使用的示波器帶寬要求不高。

但是隨著通信技術的發(fā)展，信號的調(diào)制帶寬越來越寬。比如為了兼顧功率和距離分辨率，現(xiàn)代的雷達會在脈沖內(nèi)部采用頻率或者相位調(diào)制，典型的SAR成像雷達的調(diào)制帶寬可能會達到2GHz以上。在衛(wèi)星通信中，為了小型化和提高傳輸速率，也會避開擁擠的C波段和Ku波段，采用頻譜效率和可用帶寬更高的Ka波段，實際可用的調(diào)制帶寬可達到3GHz以上甚至更高。

在這么高的傳輸帶寬下，傳統(tǒng)的檢波或下變頻的測量手段會遇到很大的挑戰(zhàn)。由于很難從市面上尋找到一個帶寬可達到2GHz以上同時幅頻/相頻特性又非常理想的檢波器或下變頻器，所以會造成測試結(jié)果的嚴重失真。

同時，如果需要對雷達脈沖或者衛(wèi)星通信信號的內(nèi)部調(diào)制信息進行解調(diào)，也需要非常高的實時帶寬。傳統(tǒng)的頻譜儀測量精度和頻率范圍很高，但實時分析帶寬目前還達不到GHz以上。因此，如果要進行GHz以上寬帶信號的分析解調(diào)，目前最常用的手段就是借助于寬帶示波器或者高速的數(shù)采系統(tǒng)。