自定義高斯白噪聲功率和帶寬VIP

自定義高斯白噪聲功率和帶寬1、目標(biāo)在通信、雷達(dá)和計(jì)量等領(lǐng)域，在仿真、測試和計(jì)量過程中，常常需要使用信號源產(chǎn)生高斯白噪聲信號，而且，重要的是，準(zhǔn)確定義的噪聲功率和帶寬。本文目的是產(chǎn)生用戶自定義功率和帶寬的高斯白噪聲，方法是利用矢量信號發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)噪聲發(fā)生器的功能。射頻噪聲發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方式通常有兩種：一種是基于二極管元件的噪聲源，通常用來做噪聲系數(shù)測試中所需的噪聲源。本方法產(chǎn)生的噪聲信號帶寬很寬（可達(dá)18GHz或50GHz）,可計(jì)量超噪比ENR；缺點(diǎn)是噪聲帶寬和功率不可控，且噪聲功率較低，另外其匹配（駐波）較差。另一種是基于矢量信號發(fā)生器，在基帶實(shí)現(xiàn)寬帶噪聲的帶寬和功率設(shè)定，調(diào)制到射頻（可達(dá)迦乜）發(fā)出。本文所使用的方法，是基于R&S矢量信號發(fā)生器實(shí)現(xiàn)本目標(biāo)的。根據(jù)所選矢量信號發(fā)生器，噪聲帶寬可以最高達(dá)到2GHz。2、實(shí)現(xiàn)方法2.1.矢量信號發(fā)生器內(nèi)置噪聲選件AWGN矢量信號發(fā)生器通常具有內(nèi)置附加高斯白噪聲功能，其輸出方式可以選擇信號疊加方式或單純噪聲輸出方式，設(shè)置方法簡單。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置簡單快捷，噪聲功率準(zhǔn)確，與設(shè)置值一致；缺點(diǎn)是產(chǎn)生的噪聲帶寬不準(zhǔn)確，遠(yuǎn)大于帶寬設(shè)置值。2.脈沖序列編輯軟件R&SSMW-K300R&SSMW-K300是一個矢量信號模擬軟件，主要功能是模擬各種雷達(dá)信號以及非標(biāo)準(zhǔn)自定義矢量調(diào)制信號，其中一項(xiàng)功能是自定義白噪聲。能定義功率和帶寬的噪聲信號，功率偏差約廣2dB,帶寬是-6dB帶寬定義點(diǎn)。如果用戶僅用到SMW-K300的噪聲模擬功能，成本較高。3.免費(fèi)ARB信號編輯軟件R&SARBtoolbox+R&SARBtoolbox+是一款適用于R&S矢量信號源的免費(fèi)自定義ARB文件編輯軟件，功能之一是產(chǎn)生自定義白噪聲、粉紅噪聲和褐色噪聲。能產(chǎn)生自定義功率和帶寬的噪聲信號；功率設(shè)置值準(zhǔn)確，帶寬是-6dB帶寬定義點(diǎn)。使用方便，但是帶寬受限，只有50MHz。Matlab自定義噪聲信號Matlab是信號分析的常用工具軟件，使用其噪聲（隨機(jī)信號）的函數(shù)以及濾波器函數(shù)，非常簡單地產(chǎn)生自定義噪聲信號。R&S官網(wǎng)上下載matlab程序包(rohde-schwarz.com/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-15774.html),通過調(diào)用程序包中的m文件函數(shù)，將自定義噪聲信號轉(zhuǎn)換為*.wv文件，或直接上傳儀器，從而產(chǎn)生自定義信號。本方法能夠按照用戶的意愿和需求，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的噪聲信號，靈活方便，而且，從帶寬和功率平坦度角度，本方法產(chǎn)生方式最優(yōu)。只需要用戶有Matlab,無需精通Matlab編程。3、實(shí)現(xiàn)步驟和表現(xiàn)1.矢量信號發(fā)生器內(nèi)置噪聲選件AWGNQGeneralNoisePower/OutputResultsNoiseOnly50.0000MHzSystemBandwidth50.0000MHzMinNoise/SystemBandwidthRatio2啟 ?RJBW18kHi?At! 9dB*SWT：tVBW1MHsModeAczo$wg1ACLROF800.0MHz2ReiUSummary

Channel

Txi(Rtf)

YiF京早Bandwidthorfv?fTyreR”Tirxv.浦力VV浦sMii800.0MHZ?27.23dBmD2Mli-25.0MH10.27dBD3Mli2S.0MHz0.30dB3MarkerTobk:二——■一，?0.3XdBm-0.31dBmFtmcHoh3.3.R&SARBtoolbox+。CreateSignal＜射頻微波實(shí)驗(yàn)室?CreateSignalLevel222 ?RBW100kHs?Att 95,SWTttVBW|ModfiAZ0$一4.Matlab自定義噪聲信號matlab程序包(https://www.rohde-schwarz.com/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-15774.html)中，調(diào)取函數(shù)文件rs_generate_wave.m及其它m文件:rs^generate-wave.mts.visuahze.mr$_batchjmerp<et<nr5.che?instrumenLetrors.mcs.connectmrs_$m^nd.mts.visuahze.mr$_batchjmerp<et<n編寫噪聲發(fā)生器函數(shù)FunctionNoiseGen.m代碼如下:function[Sta]=NoiseGen(BW,fname,InstrCon,addr)%BW:BandwidthofnoiseinHz;%fname:ARBfilename,stringwithoutextention;%InstrCon:instrumentconnectionornot,1-connected;0-notconnected%addr:IPaddressofinstrument%%GeneralsettingBWCLKRatio=0.8; %Ratioofbandwidth/clockCLK=BW/BW_CLK_Ratio; %clock-samplerateN=220; %numberofpoints%%GeneratewhitenoiseandfilteredN_sub=wgn(N,1,0,50,1,'complex');N_White=[N_sub;N_sub;flip(N_sub)];IpFilt=designfilt(，lowpassfir^,，PassbandFrequency，,BW_CLK_Ratio,??StopbandFrequency，,BW_CLK_Ratio+0.01,'PassbandRipple，,0.5,?,StopbandAttenuation，,70,'DesignMethod，,,equiripple');IQdata=filter(IpFilt,N_White);%%IQdatastructforrs_gernerate_wave.mIQ.I_data=real(IQdata);IQ.Q_data=imag(IQdata);IQ.clock=CLK;IQ.filename=strcat(fname,5.wv');%%Savedataandconnectsignalgeneratorif(InstrCon==l)[status,InstrObj]=rs_connect('visa',‘ni',addr);if(status==l)rs_generate_wave(InstrObj,IQ,1,1);elsers_generate_wave(0,IQ,0,1);endelsers_generate_wave(0,IQ,0,1);endSta=l;return;運(yùn)行用戶程序：[Sta]=NoiseGen(50e6,JnV,l/TCPIP::192.168.0.10::INSTR');%噪聲功率滿量程，由信號源輸出電平設(shè)置決定；%50MHz帶寬，arb文件名為nl.wv%IP地址192.168.0.102ResultS<imm.YYor，，，ChannelTx