无线传播与网络规划 课件 第7章 无线通信电波测量技术.pptx

第7章无线通信电波测量技术

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无线通信电波测量的意义

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无线电波的测量与预估是无线信道建模的重要内容：

对于统计信道建模预估技术来说，不仅关注单个传播路径的损耗，还要对所有传播路径进行综合分析处理。

合理的信道测量方案和先进的测量技术为无线信道建模提供了良好的途径与手段。

对于确定性信道建模而言，其模型的准确性也必须通过实际的信道测量来验证。

总之无线信道测量是获得实际通信环境特征，准确建立信道模型的重要基础。

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.1电场强度测量原理

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1.电场强度测量原理

电容法是目前常用的电场强度测试方法，如图7.1所示。其工作原理等效为如图7.2所示的并联或串联电路。

对于各类应用，可以采用相应的电极，将平行板电容放置于交变电场中。在交变电场的作用下，会在电路中产生相应的交变电压信号。因为平行板电容的尺寸远小于低频信号波长，所以可以将其看作一个电容偶极子。

图7.1电场强度测量原理

(a)并联电路(b)串联电路

图7.2电场测量等效电路图

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.1电场强度测量原理

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2.电磁干扰测量原理

电磁干扰（EMI）是由于电磁干扰源引起的设备、传输通道或者系统性能的下降。依据传播途径，电磁干扰包括沿信号线或电源线传播的传导干扰与向空间中传播的辐射干扰。电磁干扰测试指按照电磁兼容测量标准，在规范的电磁兼容实验室里，遵照标准的测量方法对被测设备(EUT)进行测试。

图7.3典型EMI测试接收机系统框图

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.2常用测量仪器

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1.宽带场强仪测量原理

宽带场强仪又称非选频式场强测量仪，主要用于电磁辐射环境的测量与监控。宽带场强仪由探头和处理与显示设备构成，如图7.4所示。其中探头单元的常见形式包括偶极子天线组、端接肖特基检波二极管及RC滤波器，其原理如图7.5所示。为了获得空间中三维极化信息，偶极子天线组由三个正交线极化天线构成。

图7.4宽带场强仪系统架构图

图7.5探头原理示意图

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.2常用测量仪器

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2.选频式场强仪

选频式测量仪器主要用于对环境中低电平电场强度进行测量，在电磁干扰与兼容领域应用比较广泛。

这种仪器在经过对接收机系统进行校准后，也可以用于环境电磁辐射测量。选频指的是只针对特定频段进行测量，只允许小频率范围信号进入接收机。滤除额外频段信号后，选频式测量仪器灵敏度远高于宽带场强仪。

图7.6选频式场强仪的基本原理图

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.2常用测量仪器

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3.测量天线

无线电波测量仪器的天线作为电磁场的感应器件，对于测量系统的准确度具有重要意义。

目前常规测量系统中，天线与接收机/频谱仪是相对独立的，即对于某接收机系统，可以选择多种天线作为接收器。但是由于不同天线的频率响应和结构特征的差别，天线选型需要慎重对待。

对于宽带场强仪等宽频段测量设备，常用的电波测量天线有鞭状天线、半波振子天线、对数周期天线、环行天线等。

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.3场强测量基本要求与注意事项

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1.基本要求

电磁场测量是一项较为复杂的系统工程，在测量过程中需要遵守以下基本的要求。

（1）测量环境应该满足相关仪器的使用环境要求，并对测量环境进行记录。

（2）测量点的定位需要考虑测量结果的代表性，针对测量目的设计相应的测量方案。应当积累足够多次的测量数据，确保测量结果的可靠性。

（3）测量前应该对环境场强最大值进行预估，便于合理的选择测量仪器。确保仪器的工作频段、量程与响应时间等参数指标与测试对象相符。

（4）对于测量过程中出现的异常数据应该根据实际测量现场情况，基于统计学原则进行处理。

（5）需要将电磁场测量结果建立完整的数据存档，并对测量设备、测量方案、测试点位置、原始测量数据以及处理方法进行记录保存。

（6）如果使用宽带测量设备进行电磁环境测量时出现异常结果，需要进一步采用选频式测量仪器进行详细复查，追踪主要辐射源。

（6）对基站等辐射源进行测量时，需要避免周边偶发干扰源的影响。如果有不可避免的干扰辐射源，则需要明确其对测量结果的影响。

§7.1电磁场测量原理与常用仪器

7.1.3场强测量基本要求与注意事项

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2.注意事项

（1）测试前评估测试对象。在进行电磁场辐射测量前，为了适当的选择测量仪器与设计测试方案，需要充分预计辐射源的特性及可能的传播特征。常见辐射源及其传播特性包括：辐射源的类型和发射功率、调制特性、载波频率、相关因子、极化方向、辐射源数目及空间位置、可能的吸收或