频谱仪的中频 RBW 滤波器需要建立响应的时间。对脉宽 $\tau$ 的短脉冲,如果 RBW 相对 $1/\tau$ 太窄,滤波器来不及跟随脉冲,测得包络峰值会偏低。
课件第76–77页以峰值 10 dBm、脉宽 100/200/500 ns 的脉冲举例:RBW 设为 10 MHz 时,500 ns 和 200 ns 的峰值接近 9.97 dBm,100 ns 的脉冲因 RBW 与 $1/\tau$ 的关系而显示约低 3 dB。这不是发射源实际降了 3 dB,而是测量滤波器响应不足。
把 SPAN 设为 0,中心频率固定后不再扫频,横轴转为时间。此时 RBW 是包络时域测量的有效通道带宽,VBW、检波方式和触发设置也要足够快。
假设矩形脉冲幅度恒定、脉冲之外功率近似 0:
$$ D=\frac{\tau}{T}=\tau\cdot\mathrm{PRF}, $$
$$ P_{\mathrm{avg}}=P_{\mathrm{peak}}D,\qquad P_{\mathrm{avg,dBm}}=P_{\mathrm{peak,dBm}}+10\log_{10}D. $$
例:峰值 $10\,\mathrm{dBm}$,宽 $\tau=10\,\mathrm{ms}$,每 $2\,\mathrm{s}$ 一次,$D=0.005$,平均功率约 $10-23.01=-13.01\,\mathrm{dBm}$。该换算只针对功率与占空比,不代表短脉冲的峰值能用狭窄 RBW 准确测出。
课件第80–82页强调:频谱仪单个谱点的读数与 RBW 滤波器覆盖的频带有关。对于占据较宽带宽的信号,不能把一个谱点的 dBm 直接说成“信号总功率”。
若要得到某信道带宽内平均功率,需要按仪器的 Channel Power 功能积分各频率点的线性功率,并选合适的 RMS/功率检波器;切勿把 dBm 读数直接算术相加。积分带宽太窄会漏掉旁瓣,太宽则引入更多背景噪声。
来源:《6-频谱分析仪原理与应用》PDF 第68–82页;10 ms/2 s 案例为教学补充。