连续波传播信道探测测量系统——测试、验证与测量

传播测量为模型和政策提供依据。在进行此类重要测量之前，对测量系统进行验证和确认至关重要。我们已采用该技术来验证其他测量系统，以确保测量结果的一致性。

该系统易于组装和使用。采用本方案可确保您在更复杂的环境中进行测量前，充分理解系统的操作原理。本方案未涉及当设备相互靠近放置时可能出现的电磁干扰或电磁兼容性问题。

这些问题容易被新入行的射频工程师忽视，因此与经验更丰富的工程师合作非常重要。该装置的某些方面仅用文字难以完全解释清楚，图片有助于正确组装测量组件。

在组装系统之前，使用矢量网络分析仪（VNA）测量电缆、衰减器、功率分配器、定向耦合器和低通滤波器的S参数。为了用VNA测量发射系统，需组装连接功率放大器输出端、定向耦合器、带通滤波器以及将连接至天线的N型电缆。使用VNA测量该组件链路并记录S21值，该值为负数。

使用矢量网络分析仪（VNA）测量接收设备时，组装将连接至接收天线的N型电缆、滤波器、滤波器与功分器之间的电缆，以及将连接至矢量信号分析仪（VSA）的N型电缆。使用VNA测量接收机VSA侧的S21参数，然后将连接频谱分析仪侧的电缆接到VNA上，再次测量各组件以获取其S21值。在进行任何测量之前，打开矢量信号发生器、功率计和功率放大器的电源，确保矢量信号发生器设置为射频关闭（RF off）状态。

在进行任何测量之前，让仪器预热一小时。仪器预热完成后，将VSA配置为VSA 89601B模式。配置完频谱分析仪后，按下频谱分析仪上的Enter键以访问菜单，同时在选择System按钮时按住Shift键，以启用外部参考信号。

使用软键选择更多、端口设置、外部输入和参考，并选择连续波输出。配置矢量信号发生器（VSG）时，将频率设置为 1,717 兆赫。将 VSG 输出幅度设置为负四分贝毫瓦，并将上限设置为功率放大器的线性范围。

为校准功率计，将探头插入参考端口，另一端插入测量端口。将功率计的频率设置为 1,770 兆赫兹，进行归零和校准操作，并确保功率计读数保持在 0 分贝毫瓦的 ±0.2 分贝范围内。然后将功率计探头从参考端口拔下，并连接至衰减器的输出端。

为了同步铷原子振荡器，需设置电压，注意不要超过铷同步端口允许的最大输入电压，并将时间轴设为100毫秒，y轴设为IQ。为了对齐电源频率，观察VSA屏幕上的点，同时按下电源上的当前电压按钮。如果该点来回旋转，则表示频率已对齐；如果该点持续向一个方向旋转，则需调节电压，直到IQ图上的点开始减速，并以钟摆运动的方式来回移动。

当频率对齐后，将时间轴调回至1秒，将y轴调回至对数幅度。为校准VSA，选择“工具”、“校准”和“校准”，并将VSG上的RF按钮设为开启。然后在频谱分析仪上获取10次采集记录，以验证所有参数均已正确设置，且频谱分析仪的信号电平与VSA的信号电平一致。

为验证实验室设置，将一个可变衰减器插入系统的发射端与接收端之间，不连接天线，并将步进衰减器的衰减值设为0 dB，VSA上的记录数设为120。将扫描次数设置为120条记录，VSG的输出幅度设为0 dBm。将VSG上的射频按钮设为开启状态。

设置峰值标记以获取信号强度的数值。如果在VSA上能够观察到信号，按下“Record”开始验证，然后在仪器控制软件中启动SA测量。在此代表性分析中，采集了单次扫描频谱分析仪的数据，共包含461个数据点，扫描时间为0.5秒，绘制出频谱图，并将GPS信息分配给平均值。

随后将同相和正交幅度数据与整个数据集在0.5秒时间窗口内的平滑平均功率进行比较，以近似40个波长的行驶距离。将矢量信号分析仪（VSA）和频谱分析仪的对准数据绘制成随时间变化的函数，可用于预测地形损耗。通过对VSA数据增加系统损耗并减去系统增益进行校正，从而获得行驶路线上的实测基本传输损耗或增益，如图所示。

在此分析中，不规则地形模型的基本传输增益与自由空间传输增益相等，表明不存在地形影响。当不规则地形模型的基本传输增益等于自由空间传输增益时，可以认为所有损耗均来自建筑物、植被或其他与周围环境的相互作用。在测量前检查系统的各个组件至关重要。

电缆损坏非常常见。该系统最初还需在实验室中进行测试，以了解路径衰减的测量与计算方法。在设施附近进行较短距离的户外测量，将有助于理解复杂环境中的测量结果。

发射天线与接收天线之间的传播路径应包括有遮挡和无遮挡的路径。这些遮挡物可以是树木、建筑物或其他结构。该系统已用于研究不同环境下的室外传播，例如森林地区、城市地区和农村地区。

我们已根据测量结果为客户提供衰减估计值。在确认测量结果经过验证后，即可进一步建立模型。