Medición de la potencia de RF de una señal de comunicación

Question

Estoy ejecutando una aplicación de radio por software. Necesito medir la potencia de la señal ofdm transmitida. El problema es que la FCC tiene regulaciones de -50dBm/Hz. Así que entiendo que si tengo que enviar una señal en un ancho de banda de 1Mhz, la potencia máxima permitida -50dBm*10^6 que es 0,01W o 1mw.Así que estoy tratando de medir la potencia en la salida de mi transmisor USRP. Acabo de traer un osciloscopio y he medido la señal sinusoidal de pico a pico en el osciloscopio. Fue de 7,2 v pico a pico. No estaba seguro de cómo usar v^2/R porque no conozco la resistencia. cuando asumí que la resistencia era 1, obtuve que la potencia de salida era de 39dBm. Luego he mirado en internet y he encontrado que hay que medir el espectro de potencia. Así que eso significa que necesito saber la potencia en la frecuencia de transmisión. Para ello necesito un analizador de potencia de RF.

¿Cómo se relaciona la potencia en el espectro de frecuencias con la potencia analógica medida por el osciloscopio a la salida de la antena?

¿Qué debo medir y reducir si necesito mantenerlo dentro de la normativa de la FCC? ¿Es constante la potencia del espectro de frecuencias?

Answer 1

La solución fácil es conseguir un vatímetro de RF. Estos medirán la potencia de transmisión directamente.

Alternativamente, puede transmitir en un \$50\Omega\$ carga ficticia, medir la tensión RMS y calcular la potencia como \$P = V^2/50\Omega\$ .

Esto le dará un poder total. Para calcular la densidad espectral Dividirlo por el ancho de banda de tu señal, que debes conocer ya que la estás fabricando. La potencia de este espectro no es plana: algunas zonas más pequeñas tendrán mayor densidad espectral, otras tendrán menos. No soy experto en la normativa de la FCC, así que no puedo decir con precisión cuáles son sus normas. Tampoco puedo decir con precisión cómo definen el "ancho de banda".

Para hacerse una idea de la densidad espectral de las secciones más pequeñas del espectro dentro de la señal, tome la FFT de la señal transmitida y cada casilla le dará una medida relativa de la potencia en el rango de frecuencias cubierto por esa casilla. Dividiendo la potencia total medida por la suma de las potencias de las casillas, se obtiene un factor de escala que relaciona la potencia sin unidades de la FFT con la potencia en vatios.

Si el USRP y su software tienen ganancia fija, entonces este factor de escala será el mismo para cualquier señal transmitida. Lo más fácil es transmitir una portadora simple y calcular el factor de escala de esa manera, y luego aplicarlo a señales más complejas.

Tenga en cuenta que su software probablemente muestra la FFT en unidades de decibelios; querrá convertirlas a unidades lineales para hacer los cálculos descritos.

La elección de la función de ventana afectará a la forma en que se reparte la potencia entre los intervalos. Véase ¿Cómo se distribuye la energía de las líneas espectrales no resueltas en una FFT?

Answer 2

Realizar mediciones de potencia en una señal ODFM es difícil debido a la variación de la envolvente de potencia en el tiempo. Las dos respuestas anteriores con un medidor de potencia y un diodo térmico sugieren un método similar al descrito en las normas EN 300 328 y EN 301 893.

Sin embargo, tendrá que considerar también cómo va a asegurarse de que el producto es conforme cuando lo construya en producción.

Sin saber cuál es la especificación de la FCC que estás probando, sólo puedo sugerirte que eches un vistazo a este artículo sobre la medición de la potencia OFDM para comparar las técnicas. Yo soy partidario del analizador de espectro digital, que puede utilizarse para integrar diferentes anchos de banda. Un analizador de espectro también se puede utilizar para medir el ERP de su diseño contra una antena de referencia. No te asustes por el coste ya que siempre puedes alquilar uno y luego devolverlo.

Si actualizas tu pregunta con el número de registro/descripción de la FCC lo comprobaré para ver si puedo ayudar más.

Answer 3

Una carga ficticia de 50 ohmios (resistencia no inductiva) es la forma habitual de probar la salida como dice Phil.

La tensión pico a pico es 2,828 veces la tensión media cuadrática (rms). Así que tomando esto como 7,2V (a través de una carga de 50R)

entonces \$V_{RMS} = \frac{7.2}{2.828} = 2.546 V\$

$$ \begin{align} \text{Av. power} &= \frac{{V_{RMS}}^2}{R}\\ &= \frac{(2.546V)^2}{50\Omega}\\ &= 0.13W \end{align} $$