电磁场实验问卷.docx

《电磁场实验问卷详解》\n\n电磁场实验是电子工程和通信技术领域的重要实践环节，北京邮电大学的电磁场实验课程包含了频谱特性测量和网络参量测量两大演示实验，旨在帮助学生深入理解电磁场理论并掌握相关仪器的使用。本篇文章将详细解析这些实验中的关键知识点。\n\n频谱特性测量演示实验主要涉及到ESPI测试接收机的使用。该接收机的频率范围为9kHz到3GHz，RF输入端口最大射频信号为+30dBm，最大直流为50V。实验中，学生需要确认能否直观地观测到电磁波的存在，通过实验，可以发现9k-3GHz的调频广播、86-108MHz的模拟电视以及2.13-2.155GHz的3G下行频谱图等空间信号。\n\n对于模拟电视和数字电视的区分，可以通过频段来判断。模拟电视通常在56.5-64.5MHz，带宽为6.5MHz；而数字电视则在622-630MHz，带宽为8MHz。此外，实验还展示了GSM900的上下行频谱，以及CDMA的下行频谱图，这些频谱信息对于理解无线通信系统的工作原理至关重要。\n\n实验中的频谱仪能检测到WIFI（2.4-2.4835GHz）、电磁炉（2.4GHz）和蓝牙（2.4GHz附近）的频谱，这对于现代无线通信设备的干扰分析和电磁兼容性研究具有实际意义。\n\n实验中涉及的理论知识包括：\n\n1. 快速傅里叶变换（FFT）频谱分析仪、超外差式频谱分析仪和实时频谱分析仪的区别。FFT分析仪适用于有限信号处理，超外差式分析仪通过下变频技术扩展了测量范围，而实时频谱分析仪解决了异步测量问题，提高了频率分辨率。\n\n2. FFT的取样率和取样点与最高输入信号频率和频率分辨率的关联。例如，取样率为200MHz，取样点数为2048时，最高可输入信号频率为100MHz，频率分辨率是50kHz。\n\n3. 频谱仪的RBW（分辨率带宽）和VBW（视频带宽）设置对测量准确度的影响。在GSM手机满功率发射的例子中，RBW设为100kHz时测得30dBm，设为200kHz时测得33dBm。考虑到GSM体制的频率间隔为200kHz，因此RBW设为200kHz的测量更为准确。\n\n4. 频谱仪的四种检波器——最大峰值、最小峰值、均方根和取样检波器，与Span/RBW比值的关系。其中，均方根检波器适合测量信号的实际功率，因为它与系统阻抗相关，能够反映出带宽内所有信号的平均功率。\n\n5. 频谱仪输入电平的1dB压缩点是由前端衰减器决定，超过这个限制可能会导致非线性失真或损坏仪表。\n\n了解如何设置和使用频谱仪的参数，如Frequency（频率）、Span（跨度）和Detector（检测器），对于正确分析和解读实验数据至关重要。在Marke功能下，可以标记感兴趣的频点，以便进行深度分析和比较。\n\n北京邮电大学的电磁场实验不仅锻炼了学生的实践操作能力，同时也深化了他们对电磁场理论的理解，特别是频谱分析在现代通信系统中的应用。通过这些实验，学生能够更好地掌握电磁场与无线通信的核心概念，为未来的学习和职业发展奠定坚实基础。