隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，工程師面臨著日益復(fù)雜的測(cè)試需求。更高的頻率、更寬的帶寬以及復(fù)雜調(diào)制格式（如 OFDM和高階QAM）的廣泛應(yīng)用，要求測(cè)試設(shè)備具備更高的精度和靈敏度。信號(hào)分析儀作為無(wú)線通信測(cè)試的核心工具，其靈敏度直接決定了低電平信號(hào)檢測(cè)和系統(tǒng)性能驗(yàn)證的能力。

【什么是靈敏度】

靈敏度是指信號(hào)分析儀檢測(cè)和處理低電平信號(hào)的能力。它通常以顯示平均噪聲電平（DANL）來(lái)表示，單位為dBm/Hz，表示在1赫茲帶寬內(nèi)，頻譜分析儀的噪聲底限。靈敏度越高，頻譜分析儀能夠檢測(cè)到的最小信號(hào)就越小。這對(duì)于無(wú)線通信測(cè)試尤為重要，隨著信號(hào)頻率的提高和帶寬的擴(kuò)展，信號(hào)衰減也隨之增加，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低。此外，更復(fù)雜的調(diào)制方式需要更高的信噪比（SNR）才能準(zhǔn)確解調(diào)，避免符號(hào)錯(cuò)誤和誤碼率上升。

DANL：DANL 是衡量信號(hào)分析儀靈敏度最常用的指標(biāo)，表示信號(hào)分析儀噪聲底的幅度，單位為 dBm/Hz。DANL 越低，信號(hào)分析儀的靈敏度越高。

動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍是指信號(hào)分析儀能夠處理的最大信號(hào)和最小信號(hào)的差值。動(dòng)態(tài)范圍受到靈敏度和失真的限制。在測(cè)量中等功率信號(hào)時(shí)，需要在優(yōu)化 DANL 和最小化內(nèi)部失真之間取得平衡。

更好的靈敏度對(duì) EVM 測(cè)量有直接影響，尤其是在低輸入功率水平下。DANL 的提升可以顯著改善 EVM 測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免誤判和降低良品率。

【靈敏度的重要性】

隨著 5G、衛(wèi)星通信和 WiFi 7 等新一代無(wú)線技術(shù)的興起，信號(hào)分析儀的靈敏度變得至關(guān)重要。這些技術(shù)普遍采用 OFDM 調(diào)制方式，具有高數(shù)據(jù)速率、高頻譜效率和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，OFDM 信號(hào)具有高峰均功率比（PAPR），需要線性系統(tǒng)才能保證傳輸質(zhì)量。高靈敏度信號(hào)分析儀能夠更好地測(cè)量低電平信號(hào)，從而準(zhǔn)確評(píng)估OFDM 信號(hào)的質(zhì)量，例如 EVM（誤差矢量幅度）等指標(biāo)，確保無(wú)線通信系統(tǒng)的性能。

1、檢測(cè)低電平信號(hào)：

許多無(wú)線通信系統(tǒng)需要檢測(cè)和測(cè)量非常微弱的信號(hào)，例如在5G、衛(wèi)星通信和WiFi7等應(yīng)用。高靈敏度的頻譜分析儀能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)這些低電平信號(hào)，從而確保系統(tǒng)的性能和可靠性。

2、誤碼率(BER)和誤差矢量幅度(EVM)測(cè)量：

在復(fù)雜的調(diào)制方案中，如正交頻分復(fù)用（OFDM），靈敏度對(duì)誤碼率和誤差矢量幅度的測(cè)量至關(guān)重要。高靈敏度能夠提供更好的信噪比（SNR），從而減少符號(hào)錯(cuò)誤和比特錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)性能。

3、動(dòng)態(tài)范圍：

靈敏度還影響頻譜分析儀的動(dòng)態(tài)范圍，即能夠處理的最大和最小信號(hào)之間的差異。高靈敏度有助于擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，使頻譜分析儀能夠同時(shí)測(cè)量強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)。

具有高靈敏度的信號(hào)分析儀還可以減少對(duì)信號(hào)放大器的依賴，從而降低測(cè)試成本。

【影響靈敏度的因素】

靈敏度受多個(gè)因素的影響，選擇合適的設(shè)置有助于提高頻譜分析儀的靈敏度。

1、前置放大器（Preamp）：

前置放大器可以提高信號(hào)電平，從而提高靈敏度。然而，放大器的線性度和噪聲性能對(duì)靈敏度有直接影響。高質(zhì)量的前置放大器能夠在提高信號(hào)電平的同時(shí)，保持低噪聲和高線性度。

2、衰減器設(shè)置：

加大輸入衰減可以減小輸入信號(hào)電平，但對(duì)儀器內(nèi)部噪聲影響不大。當(dāng)輸入信號(hào)較弱時(shí)，較高的衰減值會(huì)導(dǎo)致輸入信噪比下降，進(jìn)而降低靈敏度。優(yōu)化衰減器設(shè)置有助于提高頻譜分析儀的靈敏度。

3、分辨率帶寬（RBW）：

分辨率帶寬決定了頻譜分析儀的頻率分辨率。較窄的RBW可以降低噪聲底限，提高靈敏度，但也會(huì)增加測(cè)量時(shí)間。選擇合適的RBW是提高靈敏度的關(guān)鍵。

4、噪聲底限擴(kuò)展（NFE）：

NFE是Keysight信號(hào)分析儀采用的一種降低噪聲底限的技術(shù)，通過(guò)測(cè)量和校正頻譜分析儀的噪聲底限，可以顯著提高靈敏度。

左圖：黃色軌跡是未打開NFE的信號(hào)，藍(lán)色軌跡是打開NFE后的同一信號(hào)

右圖：分別顯示原始信號(hào)（未打開NFE、LNP）、打開LNP 和打開 NFE 的測(cè)量結(jié)果

選擇高性能的元器件、優(yōu)化信號(hào)路徑設(shè)計(jì)、采用噪聲校正技術(shù)等措施，可以有效提高信號(hào)分析儀的靈敏度，滿足下一代無(wú)線通信測(cè)試的需求。