微波电磁环境测试的实用方法

以上论证说明，该测试系统灵敏度高于工作在拟测微波频段的雷达和微波等接收设备的灵敏度，即可满足相关测试要求。

　　表1 DH30010T2宽带双脊喇叭天线技术指标

　　表2 HP8593E频谱分析仪的平均噪声电平

　　4 测试方法和步骤

　　（1）选定测试点

　　依据相关微波通信系统的组织运用情况，结合微波台站电磁环境测试对周边地形、地貌的要求确定测试点,并将测试的基本情况记入《微波电磁环境测试记录资料——测试基本情况记录》（如表3所示）。

　　表3 《微波电磁环境测试记录资料——测试基本情况记录》

　　（2）测试准备和设备连接

　　用万用表测量电源电压，要求电压为交流220±10V，若用柴油机发电要连接稳压电源。如图1所示，先不加低噪声放大器连接各测试设备，天线高于测试点地面1.5米以上，相关仪表接地。

　　（3）保护性测试及系统校验

　　保护性测试及系统校验是为了保证测试仪表的安全。测试人员对新测试点的电磁环境较为陌生，所以必须先在频谱仪的射频输入端加接30dB的衰减器，进行保守测试，然后再根据现场信号大小，选择合适的衰减器或不加衰减器。

　　该测试过程如下：打开频谱分析仪，设置测试的中心频率和扫频宽度，用最大保持方式测试；将喇叭天线俯仰角放在0°，分别采取水平和垂直两种极化方式按顺时针方向缓慢转动进行扫描测试；分析测试结果，如有大信号则必须加合适的衰减器(包括频谱分析仪的内部衰减)，否则可去掉衰减器(注意:为保护仪表，卸去衰减器前，务必将频谱分析仪关闭)进行后续测试。

　　（4）大信号测试

　　为避免非线性失真，先不加低噪声放大器。运行HP8593自动监测软件，设置测试频段的中心频率、扫频宽度和分辨率带宽，设置频谱分析仪为最大保持方式，将喇叭天线俯仰角放在0°，分别采取水平和垂直两种极化方式按顺时针方向缓慢转动进行扫描测试，发现信号则停止转动，调整扫频宽度和分辨率带宽至最佳(能够分辨信号为止)，记录信号电平、占用带宽和方位以及信号特征(同时记录保存瞬时频谱图和最大保持频谱图的时间)，可参考《微波频段电磁环境测试记录表》（见表4）。

　　表4 《微波频段电磁环境测试记录表》

　　（5）弱小信号环境测试

　　对一些信号强度较弱的测试点或在一些重要测试频段，可通过加接低噪声放大器来提高测试系统灵敏度。先将频谱分析仪关闭，按图1所示连接低噪声放大器，然后打开频谱分析仪，并按步骤(4)进行测试。此外，鉴于加接低噪声放大器后测试系统变得更加灵敏，必要时需对接收测试信号进行真实性判定。本文提供两个真假信号识别方法，方法一：对测试信号明显高于背景噪声（通常为30dB以上）的情况，若去掉低噪声放大器，被测试信号消失，则判定其为假信号。方法二：在低噪声放大器前端加接10dB衰减器，若原被测试信号幅值下降远大于10dB，则判定为假信号。

　　（6）背景噪声测试

　　背景噪声测试可结合步骤(4)和步骤(5)进行。但鉴于测试结果的一致性和可比性要求，应统一背景噪声测试的分辨率带宽（RBW为30kHz）。对于背景噪声的取值，应在要求频段内无测试信号位置处读取瞬时电平值，并记录背景噪声电平至《微波频段电磁背景噪声测试记录表》（如表5所示）。

　　表5 《微波频段电磁背景噪声测试记录表》

　　频谱仪主要参数设置（仅供参考，测试时视具体情况可适当调整）：

　　频段范围：拟测频段。

　　分辨带宽：100kHz。

　　扫描宽度：依据拟测试频段设定。

　　输入衰减：10dB。

　　保持时间：30秒。

　　扫描时间：自动。

　　需要说明的是，以上是微波频段电磁环境测试的通用方法，一个循环通常可完成一个频段的测试，多个频段的测试可以从第3至第6步重复进行。一个测试点测试完毕后，可将该点各频段在不同时段测试的基本结论记入《微波电磁环境测试记录资料——测试基本结论表》（如表6所示）。

　　表6 《微波电磁环境测试记录资料——测试基本结论表》

　　5 测试要求

　　（1）测试时段要求

　　为了能反映各频段通信信道的衰落特性，各项内容的测试时间参照国标和国际电联（ITU）对无线电监测的有关规定，要求每个地域和频段的测试有效时间应包括上午、下午和晚上等不同时段。

　　（2）将端口电压换算为天线场强

　　测试现场采集的数据(背景噪声和信号电平值)均为频谱分析仪的端口电压值U，单位为dBm，撰写测试报告进行数据分析时需经过折算等效成天线口面的场强值E，单位为dBμV/m。

其具体方法如下：考虑天线K因子和低噪声放大器增益G(如未加低噪声放大器，则不考虑)、馈线和转接头的损耗d以及折算系数F(频谱分析仪输入阻抗为50Ω时，F=107dB)等因素，参照相应的天线技术指标，经过公式E=U+K-G+d+F的折算，可将频谱分析仪的端口电压值