ITU-R SM.1754-0 Measurement techniques of ultra-wideband transmissions(2006)

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ITU国际电信联盟于2006年发布了UWB超宽带的测试推荐（标准），节选一小部分学习并分享。

1.1 时域与频域测量方法的对比

测量与超宽带（UWB）发射相关的频谱特性一般有两种方法，每种方法都有其特定的优点和缺点。

一种方法是测量UWB信号的时域（时间域）特性。然后应用数字信号处理（例如快速傅里叶变换（FFT））将测量的时域参数转换为频域表示。一旦UWB信号在频域中得到正确表示，就可以确定其是否符合带宽要求、发射限制以及其他适用的规定。时域测量方法通常被称为“全带宽”测量，因为从理论上讲，它可以对UWB信号在整个带宽范围内的特性进行表征。

第二种方法是直接在频域中测量UWB的频谱特性。这种方法被称为“扫描频谱测量”，通常被称为“带宽受限”测量，因为大多数现有测试设备的带宽能力远低于UWB信号的全带宽。

时域测量方法需要一台现代数字存储示波器，该示波器内置一个实时带宽大于UWB信号上限的高速数字化仪，以及用于计算信号频谱的FFT处理。后处理软件可以包括许多标准的射频（RF）测量，如均方根（rms）平均功率。

扫描频谱测量方法需要使用频谱分析仪、矢量信号分析仪或类似的测量仪器来检测频域中的UWB信号特性。传统的测试设备可能灵敏度不足，无法检测特定频段中非常低水平的UWB信号。

1.9 测量接收器和探测器
测量装置可以是以下之一：频谱分析仪、电磁干扰（EMI）测试接收器、矢量信号分析仪或示波器。在以下部分中，这些选项统称为测量接收器。
超宽带（UWB）传输根据参考接收器带宽的不同可能展现出不同的特性。例如，如果接收器带宽大于脉冲重复频率（PRF），则脉冲生成的UWB传输可能呈现为连续波（CW）线谱。如果接收器带宽小于PRF，则相同的传输可能看起来像是噪声。此外，如果使用基带调制技术（例如脉冲位置调制），则谱线可能会在参考带宽内“模糊”，从而产生类似噪声的响应。在线谱的情况下，准峰值功率或峰值功率谱密度特别值得关注。类似噪声的频谱最好通过平均功率谱密度来定义。由于可能存在依赖于接收器带宽的变化，测量UWB频谱需要使用多个信号探测器。
建议采用三个信号探测器来测量UWB传输。对于测量1000 MHz以下射频频谱中的信号特性，建议使用CISPR-16-1-1中规定的准峰值探测器。建议使用均方根（r.m.s.）平均探测器来测量1000 MHz以上频谱中UWB辐射信号的平均幅度。建议使用峰值探测器来确定1000 MHz以上频谱中与UWB传输相关的峰值功率。

2.4.2 使用均方根（r.m.s.）探测器的平均测量
此程序仅适用于配备均方根平均探测器的频谱分析仪。均方根平均测量的测量设置与之前描述的关于被测设备（EUT）方向和测量系统的设置相同。

测量设置
– 将频谱分析仪的分辨率带宽（RBW）设置为1 MHz。
– 将视频带宽（VBW）设置为至少1 MHz（理想情况下为3 MHz）4。
– 设置频率跨度，以便在方便的频率段内检查频谱（例如600 MHz）。
– 将探测器设置为均方根（r.m.s.）模式。
– 设置扫描时间，确保每个测量区间内的积分时间不超过1毫秒。

详细步骤
许多频谱分析仪在每次扫描中默认使用大约600个测量区间。假设这个值，600毫秒的扫描时间可为每个测量区间提供所需的1毫秒积分时间。许多现代分析仪可以指定测量区间的数量，从而提供了多种可能的扫描时间和测量区间数量的组合，同时也满足最大1毫秒积分时间的要求。
均方根（r.m.s.）平均功率谱密度是在1兆赫分辨率带宽（RBW）内，1毫秒积分时间内检测到的最高积分功率。
对于每个频率段，应按照测量环境（第1.4节）中的讨论，调整观察到的最大信号幅度，以消除所有测量系统影响和/或环境信号对测量值的贡献。然后将得到的值与适用的限值进行比较。

2.4.3 使用零跨度进行平均测量
当频谱分析仪未配备均方根（r.m.s.）探测器时，可通过以下零跨度测量获得均方根平均值。

测量设置
– 将频谱分析仪的分辨率带宽（RBW）设置为1 MHz。
– 将视频带宽（VBW）设置为至少1 MHz（理想情况下为3 MHz）。
– 将频率跨度设置为零跨度。
– 将探测器设置为采样模式。
– 将扫描时间设置为1毫秒。
– 进行单次扫描。

详细步骤
应对每个1 MHz的频率段进行测量。可通过以下等效方法获得每个RBW的均方根平均值：
从分析仪中提取所有数据点。均方根平均值通过以下公式确定：