ICS33.100 M04 中华人民共和国国家标准 GB/T15658—2012 代替GB/T15658—1995 无 线电噪声测量方法 Methodformeasurementsofradionoise 2012-12-31发布 2013-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T15658—1995《城市无线电噪声测量方法》。为适应现代测量技术的发展和电磁 环境的变化,本标准作了如下的修改: ———原标准名称《城市无线电噪声测量方法》更改为《无线电噪声测量方法》。 ———原标准第1章标题“主题内容与使用范围”更改为“范围”,内容更改为“本标准规定了无线电应 用中无线电噪声的分类和不同种类噪声特性的通用测量方法和数据处理方法。同时规定了测 量仪器设备应满足的性能指标。本标准适用于9kHz~18GHz频段无线电噪声特性的 测量。” ———原标准第2章标题“引用标准”更改为“规范性引用文件”,内容更改为“下列文件对于本文件的 应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期 的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。”并增加4篇规范性引用文件。 ———原标准第3章标题“术语”更改为“术语和定义”,增加高斯白噪声定义,对脉冲噪声定义作了 修改。 ———原标准第4章标题“表征无线电噪声场强的参数”更改为“测量参数”。原标准中的4.1、4.2变 为新标准中的4.1.1和4.1.2,新增关于脉冲噪声测量参数的4.2。 ———原标准4.1标题“等效天线噪声系数”更改为“高斯白噪声的测量参数”。 ———原标准4.1内容更改为“本标准采用等效天线噪声系数来表征高斯白噪声电平”。 ———原标准第5章“等效天线噪声系数的测量”删除,更改为“测量设备”。增加了“APD测量接收 机”。 ———原标准第6章“选点与数据处理”删除,更改为“测量方法”,内容进行了重新编排和修改。 ———原标准第7章“测量时间”删除,更改为“数据采集和数据处理”。增加了数据采集和数据处理 的具体内容。 ———删除了原标准中的附录A、附录B、附录C。 ———增加了2篇ITU-R参考文献。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由中国通信标准化协会归口。 本标准起草单位:国家无线电监测中心、北京交通大学。 本标准主要起草人:李景春、闻映红、黄嘉、陈嵩、郑娜、张晓燕。 本标准于1995年首次发布,本次为第一次修订。 ⅠGB/T15658—2012 无线电噪声测量方法 1 范围 本标准规定了无线电应用中无线电噪声的分类和不同种类噪声特性的通用测量方法和数据处理方 法。同时规定了测量仪器设备应满足的性能指标。 本标准适用于9kHz~18GHz频段无线电噪声特性的测量。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB4824—2004 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 电磁骚扰特性 限值和测量方法 GB/T6113.101—2008 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-1部分:无线电骚 扰和抗扰度测量设备 测量设备 GB/T7349—2002 高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法 GB/T15709—1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 高斯白噪声 whiteGaussiannoise 在测量带宽周围的整个频率范围内,具有平坦功率谱密度的连续噪声信号(参见ITU-R建议 SM.1753—2010)。高斯白噪声源通常有有线计算机网、电力线和宇宙噪声。高斯白噪声的电磁场量为 非相关矢量,带宽等于或大于接收机带宽,功率谱电平随测量带宽线性增加。 高斯白噪声一维概率密度函数可表示为: p(x)=1 2πσexp[-(x-a)2 2σ2] 式中: a———高斯白噪声的均值; σ2———高斯白噪声的方差。 通常,通信信道中高斯白噪声的均值a=0。此时,噪声的方差为: σ2=D[n(t)]=E{[n(t)-E(n(t))]2} =E{[n2(t)}-[E(n(t))]2 =R(0)-a2 =R(0) 而噪声的平均功率为: Pn=1 2π∫+∞ -∞Pn(w)dw=R(0) 1GB/T15658—2012 3.2 脉冲噪声 impulsivenoise 由持续时间短、幅度大的不规则脉冲所组成的非连续噪声信号(参见ITU-R建议书SM.1753— 2010)。脉冲噪声源通常有点火火花、闪电、计算机和超宽带器件。脉冲噪声的电磁场量为相关矢量,带 宽大于接收机带宽,功率谱电平随测量带宽的平方而增加。 大部分脉冲噪声服从Weibull分布,其概率密度为: f(w)=b awb-1exp(-wb a) 式中: a———曲线尺度参数; b———曲线形状参数。 相应的概率分布函数为: p(w)=1-F(w)=∫∞ wf(w)dw=e-1 awb 注:改写GB/T14733.7—2008,定义702-08-07。 4 测量参数 4.1 高斯白噪声的测量参数 4.1.1 等效天线噪声系数的定义 本标准直接采用等效天线噪声系数来表征高斯白噪声电平,等效天线噪声系数定义为: Fa=10lg(pn kt0brn) 式中: Fa———等效天线噪声系数,单位为分贝(dB); pn———当带宽为bm时,从一等效无耗天线得到的噪声功率,单位为瓦(W); k———波尔兹曼常数,k=1.38×10-23,单位为焦耳每开(J/K); t0———参考温度,通常可取288K(15℃),单位为开(K); brn———噪声测量设备等效噪声功率带宽,单位为赫兹(Hz)。 4.1.2 等效天线噪声系数与高斯白噪声电平均方根值的关系 Fa=Vrms+Ka-10lgbrn-20lgf+95.5 式中: Vrms———噪声测量设备输入端被测电平的均方根值,单位为分贝微伏(dB·μV) f———频率,单位为兆赫兹(MHz); Ka———总的天线校正系数,单位为分贝(dB),可由下式计算: Ka=K′a+Lc+Li 式中: K′a———天线校正系数,单位为分贝(dB); Lc———天线馈线损耗,单位为分贝(dB); Li———天线插入损耗,包括阻抗失配误差等,单位为分贝(dB)。 当天线与噪声测量设备匹配时,Lc与Li均包含在总的天线校正系数Ka内,即Ka=K′a;当天线与 2GB/T15658—2012 噪声测量设备不匹配时,Lc按两端口网络测量得到;Li根据天线以及测量仪的输入端电压驻波比近似 估算。 4.2 脉冲噪声的测量参数 本标准规定以幅度概率分布(APD)来表征测量脉冲噪声的特性。 APD定义为“干扰幅度超过某个规定电平的时间概率”。如图1所示,测量时间T内脉冲噪声的中 频输出包络,Ai为规定的电平。 图1 被测随机信号的干扰包络 APD的值为: P(A>Ai)=∑Ni i=1τi T 式中: τi———噪声幅度超过电平Ai的脉冲持续时间。 5 测量设备 5.1 测量接收机 用于噪声测量的接收机及频谱分析仪应满足GB/T6113.101—2008的要求,性能指标典型值如 表1所示。 表1 测量接收机的性能指标 性能频率范围 9kHz~3MHz3MHz~30MHz (含3MHz和 30MHz)30MHz~500MHz (含500MHz)0.5GHz~3GHz (含3GHz)3GHz~18GHz 电压驻波比/ (输入阻抗为50Ω)/dB<1.5 三阶截点/dBm — ≥20 ≥10 ≥0 ≥0 二阶截点/dBm — ≥60 ≥50 ≥40 ≥40 预选器 亚倍频带宽滤波器或跟踪滤波器跟踪滤波器或固定滤波器 低通/高通滤波器— 检波器 均方根检波器 3GB/T15658—2012 表1(续) 性能频率范围 9kHz~3MHz3MHz~30MHz (含3MHz和 30MHz)30MHz~500MHz (含500MHz)0.5GHz~3GHz (含3GHz)3GHz~18GHz 噪声系数/dB — ≤15 ≤25 本振源相位噪声(信道 间隔10kHz)/(dBc/Hz)-120 -120 -100 -100 -90 中频抑制/dB >80 >80 >90 >100 >70 镜像抑制/dB >80 >80 >90 >100 >70 5.2 APD测量仪 APD测量可以通过接收机内置的APD测量功能,或使用独立的APD测量装置配合测量接收机或 频谱仪共同完成。APD测量装置的输入端应接入测量装置的包络检波(或其后级电路)输出端口。 用于脉冲噪声测量的APD测量仪性能指标要求如下: ———幅度动态范围:>60dB; ———幅度精度(包括阈值电平设置误差):优于±2.7dB; ———最大测量时间:≥2min,测量中断时间小于总测量时间的1%; ———最小可测概率:10-7; ———APD测量功能可分配至少两级电平,并同时测量所有预设电平的概率,预设电平的分辨率优 于0.25dB; ———采样率:≥10×B6或≥12.5×B3。 注:B6指接收机电平幅值等于最大值的1/2时对应的频带宽度,B3指电平幅值等于最大值的2/2时对应的频带 宽度。当采用测量接收机或频谱仪作为APD测量的射频处理环节时,由于对分辨率带宽(RBW)的不同定义, 而容易使采样率的选择产生混