是德频谱分析仪N9020B MXA如何测量5G NR信号

是德科技（Keysight）的N9020B MXA信号分析仪是一款高性能频谱分析仪器，具备广泛的频率范围、卓越的动态范围和智能分析功能，适用于复杂电磁环境下的信号测量。本文将详细介绍如何利用N9020B MXA测量5G NR（New Radio）信号，涵盖仪器配置、操作步骤、关键参数设置及典型应用场景，帮助用户高效、准确地完成测试任务。

一、仪器概述与核心参数
N9020B MXA信号分析仪具备以下关键参数，为5G NR测量提供基础保障：
频率范围：10 Hz至50 GHz，覆盖5G NR主流频段（如Sub-6GHz和毫米波频段）。
最大分析带宽：160 MHz，支持多载波聚合（CA）场景下的频谱分析。
动态范围：72 dBc的多域带宽，确保复杂信号环境下的准确测量。
相位噪声：典型值-114 dBc/Hz（1 GHz，10 kHz偏移），保障信号纯度评估。
内置功能：支持89600 VSA软件、实时频谱分析、相位噪声分析等高级工具。
这些特性使N9020B MXA成为5G NR研发、生产验证和网络运维的理想选择。
二、测量前的准备
1. 环境控制：
确保实验室温度在15-30℃、湿度低于80%，避免高温高湿影响仪器性能。
定期清洁输入端口防尘网，防止灰尘干扰。
2. 连接与校准：
通过射频电缆连接被测信号源，确保连接头紧固以减少反射损耗。
使用探头接地夹正确接地，消除地电位差引入的干扰。
确认仪器已通过授权机构年度校准，确保±0.23 dB的幅度精度。
3. 软件配置：
安装89600 VSA软件，该软件提供5G NR专用分析模块，支持信号解调、调制质量评估等功能。
三、基本操作步骤
1. 连接被测信号：
将5G NR信号源（如基站模拟器或终端设备）通过射频电缆接入N9020B的输入端。
若测量低频段信号（如2 GHz以下），可启用前置放大器（如N9020B-P26选件）提升灵敏度至-154 dBm/Hz。
2. 频率扫描与定位：
设置中心频率：通过触摸屏或旋钮输入目标频段（如3.5 GHz）。
调整扫描宽度（SWEEP）覆盖信号频段（如50 MHz）。
使用“PEAK SEARCH”功能自动定位频谱峰值，或通过“ZOOM”功能缩放频谱图精确定位目标频率。
3. 参数读取与标记：
启用MARKER功能标记信号频率和幅度，直接读取频率值（如13.6 GHz）及功率（如-60 dBm）。
使用OBW（占用带宽）、ACP（邻道功率）功能分析信号频谱特性。
4. 触发模式配置：
针对突发信号或频谱异常，启用频率模板触发（FMT），预设阈值捕获目标事件。
使用时间限定触发（TQT）记录特定时间段内的信号变化，例如切换过程中的瞬态响应。
四、高级功能应用与典型场景配置
1. 5G基站信号分析：
启用89600 VSA软件中的LTE/LTE-A应用模块，自动解调信号并提取调制参数（如调制格式、符号速率）。
配置实时带宽160 MHz，监测多载波聚合（CA）场景下的频谱占用情况。
结合PvT（功率随时间变化）视图，分析信号发射的稳定性及功率波动。
2. 雷达杂散信号检测：
开启相位噪声分析功能，评估信号纯度（如相位噪声<-114 dBc/Hz@10 kHz频偏）。
设置窄分辨率带宽（如10 kHz）定位微弱杂散信号，辅助干扰源排查。
3. 物联网设备调试：
切换至窄RBW（如3 Hz）精确定位LoRa信号的跳频序列。
使用BandFunction（如Marker Noise）分析信号边带噪声特性。
五、5G NR信号测量实例
以测试5G基站SSB（同步信号块）为例，操作步骤如下：
1. 设置频谱仪模式为“5G NR”，启用Modulation Analysis。
2. 输入中心频率（如n78频段的3.3-3.8 GHz）。
3. 开启SSB AUTO DETECT和PDCCH/PDSCH AUTO DETECT功能，自动识别同步信号与数据信道。
4. 通过Marker读取SSB频点、功率及EVM（误差矢量幅度），评估信号质量。
5. 利用ACP功能测量邻道泄露比（ACLR），验证是否符合规范要求。
六、关键参数解读与优化
1. DANL（显示平均噪声电平）：
在1 GHz频率下，N9020B的典型DANL为-172 dBm，确保微弱信号检测能力。
通过前置放大器提升低频段灵敏度，避免信号淹没在噪声中。
2. 相位噪声：
评估信号纯度时，关注不同频偏下的相位噪声指标（如10 kHz偏移处<-114 dBc/Hz）。
高相位噪声可能导致解调性能下降，需通过优化信号源或调整测量带宽改善。
3. EVM（误差矢量幅度）：
利用89600 VSA测量EVM（典型值0.3%），评估调制信号的失真程度。
若EVM超标，需检查信号源配置或传输链路中的干扰因素。
七、注意事项与维护
1. 长期闲置处理：
每月至少开机运行2小时，防止电子元件老化影响性能。
定期更新仪器固件，获取最新功能与兼容性支持。
2. 测量精度保障：
避免在强电磁干扰环境下操作，必要时使用屏蔽箱隔离外界干扰。
定期验证校准状态，尤其关注幅度精度与频率误差。
3. 故障排查技巧：
若频谱显示异常，优先检查连接电缆损耗及端口匹配情况。
利用仪器自诊断功能（如Health Check）定位硬件问题。

通过规范的操作流程与场景化配置，N9020B MXA信号分析仪能够高效获取5G NR信号的频谱参数、调制质量及干扰特性。其智能触发、实时分析功能进一步提升了复杂信号的捕获与分析效率。无论是研发阶段的性能验证，还是网络部署后的运维优化，N9020B均为用户提供了一套可靠的测量解决方案，助力5G技术的深化应用。

审核编辑 黄宇