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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术

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频谱仪测量不确定性分析及其优化方法研究综述

杨小霞

西南计算机有限责任公司，重庆400060

摘要：频谱仪作为一种重要的测量仪器，在信号分析、通信测试和电磁环境监测等领域具有广泛的应用，分析信

号的频谱特性，为研究人员提供了丰富的信息，信号本身的复杂性以及测量设备的固有限制，频谱仪在实际测量

过程中不可避免地会出现一定的不确定性，这些不确定性可能来源于仪器的硬件特性、环境因素、操作误差等多

方面，如何有效识别、量化并优化频谱仪的测量不确定性，是提升测量精度和可靠性的重要研究方向，频谱仪测

量不确定性分析及其优化方法的研究，成为当前学术界和工业界的热点话题，本文主要分析了频谱仪测量不确定

性分析及其优化方法。

关键词：频谱仪测量；不确定性；优化方法；研究综述

中图分类号：TM935

0引言响尤为突出，较大的噪声密度会导致信号的动态范围

缩小，进而影响测量结果的准确性。

随着无线通信技术的迅猛发展，频谱的有效利用

仪器的采样率和分辨率带宽（Resolution

显得尤为重要，频谱仪作为频率特性分析的核心工具，

Bandwidth，RBW）设置也会直接影响噪声的处理，较

其测量精度直接影响到无线信号的质量评估与优化，

小的RBW能够减少噪声影响，但会导致测量时间的增

在频谱仪的测量过程中，不确定性无处不在，可能来

加；而较大的RBW则可能增加噪声的能量，这就需要

源于噪声干扰、量程选择、分辨率带宽设置等多个因

在实际应用中根据测量目标来合理平衡这些参数设置，

素，而这些不确定性如果未得到充分分析与控制，可

对频谱仪中噪声源的详细分析，看出噪声源的存在不

能导致测量结果的偏差，进而影响到整个实验或测试

可避免地增加了测量的不确定性，尤其是在高灵敏度

结果的可靠性，研究频谱仪测量中的不确定性因素，

和高精度要求的应用场景中，噪声的影响尤为突出，

分析其根源并探索有效的优化方法，成为保障高精度

优化频谱仪的测量性能，必须深入研究噪声源的特性

频谱分析的关键

及其对测量结果的具体影响，并采取相应的技术手段

1频谱仪测量不确定性分析[1]

来减小噪声干扰。

1.1分析频谱仪测量中的噪声源对测量不确定性1.2评估频谱仪带宽选择对测量结果精度的影响

的影响频谱仪的分辨率带宽（ResolutionBandwidth，

常见的噪声源主要包括热噪声、相位噪声、宽带RBW）设置是影响测量精度的关键因素，较小的RBW可

噪声以及仪器自身产生的噪声等，热噪声（也称为约以提供更高的频率分辨率，提高信号的细节呈现，尤

翰逊-奈奎斯特噪声）是由电路中导体的随机热运动引其对于窄带信号的精确测量至关重要，RBW越小频谱仪

起的，具有均匀分布的