卫星地球站设备1dB压缩点的测试.doc

卫星地球站设备1dB压缩点的测试一、1dB压缩点的概念 放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点。具体到卫星地球站的设备里，低噪声放大器，上、下变频器，高功放等设备，与所有放大器一样，当输入功率很微弱时，可以认为是线性放大的，其增益是一常数，即输出功率随输入功率的增加而增加，但当输入功率增加到一定程度时，输出功率增加得不多，甚至有所下降，这表明当输入功率增加到一定程度后，其增益不再是一个常数，这是由于放大器的非线性特性造成的，国外公司正是用1dB压缩点这一指标来衡量放大器件的这一特性。1dB压缩点指标是放大器件线性放大能力的标志，也是放大器件负载能力的又一特征，如图1从图1看出，1dB压缩点的物理含义是：当输入功率逐步增加时，放大器由线性区进入非线区，这一点定义为转折点（Pi1），当输入功率继续增加时放大器功率增益从转折点后不再增加，而呈逐渐下降趋势（在放大器饱和之前，输出功率仍有所增加）。当放大器增益随输入功率增加下降1dB（Pi2）时，所测对应的放大器输出功率，称为该放大器的1dB压缩点（P1dB）。二、1dB压缩点测试1、STS系统 地球站设备 1dB压缩点指标 以下测试以STS公司的V901上变频器和现有仪表为例，见表1。2、测试仪表射频扫描仪：HP83752A+HP8757D射频衰耗器：HP8495B绘图仪或打印机：HP7475B3、测试连接测试连接框图如图2所示。4、测试步骤仪表自校（以上变频器带宽5925-6424MHz进行校正），测出探头、连接电缆等的附加衰耗。调整上变频器增益至额定值（+28dB），将前面板衰耗值设置为零。将HP83752A设置为CF方式，频率(FREQUENCY)为70MHz，扫描带宽（SPAN）为0Hz，扫描时间（SWEEP）为200ms.按图2连接，将衰耗器放在较大位置，在HP8757D屏幕上观察输出信号，减小衰耗器并调整83752A输出电平，使放大器在线性放大区工作（但接近饱和区）。逐渐加大HP83752A功率扫描范围（功率扫描电平），直到在HP8757D屏幕上看到输出信号被压缩，记录此时的HP83752A的输出功率电平及功率范围，将它们加起来得到一绝对功率电平值，将HP83752A的输出功率电平设置为低于上述电平10dB，然后选择功率扫描范围大于10dB，这样便能找到了合适的测试信号电平。（实测选择功率扫描电平POWER SWEEP为-12dB，输出功率POWER为-10dBm）。重新校表，HP83752A设置安进行，HP8757D选择三个通道（CH1、CH2、CH3），并选择同一输入口（A），其它参数以屏幕观察方便读数进行设置。在HP8757D按CALDET OFFDET A将探头、测试电缆等的附加衰耗值输入。 按图2连接，衰耗器放在合适位置，使放大器仍在线性放大区，在HP8757D上选择：A、 通道1（CH1），测试上变频器线性放大时的增益，并保持（HOLD ON）。B、 通道2（CH2），按DISPLAYMEASMEASMENMEAS-MEN。C、 通道3（CH3），按DISPLAYMEAS。如图3所示，逐步减小衰耗器衰耗值，使增益曲线压缩，选择通道2(CH2),按CURSORCURSOR ON,调节使CRSR=-1.00dB,这样便找到了1dB压缩点的位置。如图4所示，选择通道3（CH3），按CURSOR OFF,此时所对应的绝对功率电平值即为该上变频器的1dB压缩点（CRSR+13.55dbm）5、用频谱仪进行测试该测试方法精确度不如上述测试方法，但测试过程要简单，如图5所示。按图5连接，仪表校正时扣除上变频器V901至频谱仪HP8563E间射频测试电缆的附加衰耗。信号源（HP83752A）输出电平比放大器件标准输入电平低10dB(V901为0dBm)，频率为CW方式，70MHz。上变频器设置MUTE为OFF，调整增益为额定值（+28dB）前面板衰耗值为0。HP8563E设置在RBW=10kHz，VBW=300Hz,SPAN=500kHz。每档1dB地减小衰耗器衰耗值，使放大器件输入电平逐次增加1dB，观察8563E屏幕，输出电平会按每档1dB增加（在线性区），继续减小衰耗器衰耗值，直到输出信号被压缩（即当衰耗值减小1dB时，输出电平不是同步增加1dB），此时在频谱仪HP8563E上读出的绝对电平值