国产信息通信仪表与测试应用

本书共20章，从信息通信系统全程全网的角度阐述现代通信系统与仪表的全景图，介绍信息通信测试中的量值和量纲；然后分别介绍我国企业研发生产的无线通信测试仪表、光通信测试仪表、数据通信测试仪表等，涉及的种类有信号发生器、射频信号分析仪、无线电监测与测向仪器、矢量网络分析仪、移动通信综合测试仪、无线信道模拟器、示波器、电磁辐射分析仪、电磁兼容试验仪器和系统、天线测试系统、光纤端面干涉仪、光谱分析仪和光波长计、光时域反射计、光回波损耗测试仪、色度色散测试仪和偏振模色散测试仪、光纤参数测试仪、光纤熔接机、应用层网络测试仪、以太网测试仪等。本书涵盖国产信息通信仪表典 型企业的主流产品，系统介绍各类仪表的工作原理、技术指标、测试系统搭建方法和测试实例等。 本书可作为高等学校电子信息类、仪表类专业的教材，也可作为信息通信设备制造商、运营商、互联网企业、测试机构、研究机构等的计量测试人员的参考书，对仪表领域的管理人员、采购人员、行业研究人员等也有参考价值。

周峰 中国信息通信研究院泰尔系统实验室总工程师，正高 级工程师，一级注册计量师。主要从事无线通信测试计量与仪器领域的科研工作。参与编著《移动通信天线技术与工程应用》、《无线通信仪表与测试应用》等书。 孙小强 中国信息通信研究院泰尔系统实验室计量部主任、高 级工程师，一级注册计量师，国家通信计量站副站长，中国计量测试学会通信计量测试专业委员会秘书长。主要从事光通信测试计量与仪器领域的科研工作。 王小雨 中国信息通信研究院泰尔系统实验室网技术部副主任，高 级工程师。ITU-T SG11、SG16中国专 家组成员。长期专注于SDN、数据中心网络、未来网络测试仪器等方面的研究。 纪锐 中国信息通信研究院泰尔系统实验室高 级工程师，一级注册计量师。负责、参与多项国家重点研发计划课题。主要从事无线通信测试计量与仪器领域的研究。 张大元 中国信息通信研究院泰尔系统实验室副主任，高 级工程师，担任中国计量测试学会电子计量专业委员会委员、全 国时间频率计量技术委员会委员、中国合格评定国家认可委员会实验室专门委员会委员。长期从事计量测试领域的研究 周开波 中国信息通信研究院泰尔系统实验室主任，正高 级工程师，中国仪器仪表学会信息通信测试仪器仪表专业委员会副主任。长期从事通信网和互联网测试技术、网络安 全领域的研究。

第 1章　信息通信系统的测试基础 1 1.1　概述　1 1.2　现代通信系统与仪表的全景图　1 1.3　信息通信测试中的量值和量纲　3 1.3.1　无线通信　3 1.3.2　光通信　12 1.3.3　数据通信　16 参考文献　19 第　2章 信号发生器　20 2.1　信号和信号发生器　20 2.1.1　基带信号发生器和任意波形发生器　21 2.1.2　模拟信号发生器和连续波信号　29 2.1.3　信号生成技术　34 2.1.4　矢量信号发生器　44 2.2　典型信号发生器　50 2.2.1　典型函数/任意波形发生器介绍　50 2.2.2　典型模拟信号发生器介绍　63 2.2.3　典型倍频源模块介绍　66 2.2.4　典型矢量信号发生器介绍　68 2.3　有关信号发生器的测试实例　81 2.3.1　调节IQ平衡和本振泄漏　81 2.3.2　波形回放功能的使用　84 2.3.3　功率器件动态参数双脉冲测试　90 2.3.4　任意波形发生器在汽车电子测试中的应用　91 2.3.5　将任意波形发生器用于目标定位和航迹解析　94 2.3.6　无线基站接收机射频参数测试　96 2.3.7　将多通道相参信号发生器用于相控阵系统测试　97 参考文献　98 第3章　射频信号分析仪　100 3.1　射频信号分析仪原理　100 3.1.1　概述　100 3.1.2　超外差频谱分析原理　103 3.1.3　快速傅里叶变换实时频谱分析原理　104 3.1.4　矢量信号分析原理　112 3.1.5　矢量解调中EVM定义的一致性　115 3.2　射频信号分析仪的典型指标　118 3.2.1　频谱分析部分典型指标　118 3.2.2　矢量信号分析部分典型指标　119 3.3　典型国产射频信号分析仪型号　120 3.3.1　思仪科技射频信号分析仪　120 3.3.2　创远信科射频信号分析仪　127 3.3.3　玖锦科技射频信号分析仪　130 3.4　典型扫频仪和路测仪介绍　136 3.4.1　天津德力扫频仪　136 3.4.2　中国信通院泰尔实验室路测系统　139 3.4.3　世纪鼎利路测系统　142 3.4.4　北京万思维路测系统　143 3.4.5　诺优路测系统　145 3.5　典型测试实例　147 3.5.1　使用频谱分析仪测试小信号　147 3.5.2　使用扫频仪排查5G干扰信号　149 参考文献　151 第4章　无线电监测与测向仪器　152 4.1　无线电监测与测向仪器的基本知识　152 4.1.1　概述　152 4.1.2　无线电监测与测向仪器的原理　153 4.1.3　计量与测试验证要求　156 4.2　接收机和测向系统的典型指标　157 4.2.1　接收机的常规技术指标　157 4.2.2　测向系统的主要指标　159 4.3　典型国产无线电监测与测向仪器的型号　160 4.3.1　德辰科技无线电监测测向仪器　160 4.3.2　创远信科无线电测向仪器　170 4.3.3　成都华日无线电监测测向仪器　170 4.3.4　成都大公博创无线电监测测向仪器　175 4.3.5　思仪科技监测接收机　179 4.3.6　成都零点科技监测测向仪器　181 4.4　典型应用实例　183 4.4.1　重点场所的无线电监测　183 4.4.2　面向航空业务安全的无线电监测　184 参考文献　185 第5章　矢量网络分析仪　186 5.1　概述　186 5.2　矢量网络分析仪的原理　186 5.2.1　二端口网络及散射参数　186 5.2.2　矢量网络分析仪的组成结构　188 5.3　矢量网络分析仪的典型指标　191 5.3.1　系统误差　191 5.3.2　端口特性　193 5.3.3　测量速度　196 5.3.4　校验　196 5.3.5　数据格式　196 5.4　矢量网络分析仪的配套校准件　198 5.4.1　同轴机械校准件　199 5.4.2　同轴TRL校准件　201 5.4.3　波导校准件　204 5.4.4　电子校准件　205 5.4.5　PCB校准件　206 5.4.6　在片校准件　208 5.4.7　校准件的计量　208 5.5　射频同轴线缆、射频探针和探针台　209 5.5.1　射频同轴线缆　209 5.5.2　射频探针　213 5.5.3　探针台　215 5.6　天馈线测试仪　217 5.6.1　天馈线测试仪的基本原理　218 5.6.2　天馈线测试仪的技术指标　219 5.6.3　测量参数　220 5.7　典型国产矢量网络分析仪和天馈线测试仪介绍　221 5.7.1　思仪科技矢量网络分析仪　221 5.7.2　创远信科矢量网络分析仪　232 5.7.3　玖锦科技矢量网络分析仪　233 5.7.4　鼎阳科技矢量网络分析仪　234 5.7.5　思仪科技天馈线测试仪　239 5.7.6　创远信科天馈线测试仪　241 5.7.7　鼎阳科技天馈线测试仪　241 5.8　有关矢量网络分析仪的测试实例　243 5.8.1　PCB布线故障分析　243 5.8.2　高速数字信号传输性能分析　247 5.8.3　测量低通滤波器带宽　249 5.8.4　混频器测试　251 5.8.5　天线测试　258 5.8.6　快速定位线路网络故障　259 参考文献　262 第6章　移动通信综合测试仪　263 6.1　概述　263 6.2　移动通信综合测试仪的基本原理与基本结构　263 6.2.1　移动通信综合测试仪的基本原理　263 6.2.2　移动通信综合测试仪的基本结构　264 6.3　移动通信综合测试仪的典型指标　268 6.4　典型国产移动通信综合测试仪介绍　269 6.4.1　星河亮点移动通信综合测试仪　269 6.4.2　思仪科技移动通信综合测试仪　270 6.4.3　大唐联仪移动通信综合测试仪　271 6.5　移动通信综合测试仪的计量　272 6.6　移动通信综合测试仪的测试实例　274 6.6.1　终端射频测试　274 6.6.2　特性指标测试　289 6.6.3　扩展支撑测试　294 6.6.4　一致性测试　297 6.6.5　企标业务功耗测试　298 6.6.6　高铁测试　299 6.6.7　卡接口测试　300 6.6.8　短距离通信模组产线测试　300 参考文献　301 第7章　无线信道模拟器　302 7.1　概述　302 7.2　无线信道模拟器的工作原理与基本结构　302 7.2.1　无线信道模拟器的工作原理　302 7.2.2　无线信道模拟器的基本结构　305 7.3　无线信道模拟器的技术指标　309 7.4　典型无线信道模拟器介绍　311 7.4.1　创远信科无线信道模拟器　311 7.4.2　坤恒顺维无线信道模拟器　312 7.4.3　中星联华科技无线信道模拟器　313 7.4.4　思仪科技无线信道模拟器　314 7.5　无线信道模拟器的计量　315 7.6　无线信道模拟器的测试实例　316 7.6.1　无线信道模拟器在5G毫米波OTA测试中的应用　316 7.6.2　无线信道模拟器在星间链路中的应用　318 7.6.3　无线信道模拟器在大规模MIMO中的应用　320 7.6.4　信道模拟器在ad hoc组网通信中的应用　325 参考文献　326 第8章　示波器　327 8.1　概述　327 8.2　示波器的主要测量标准　328 8.3　示波器的基本原理　329 8.3.1　模拟示波器的基本 　原理　329 8.3.2　数字示波器的基本 　原理　329 8.3.3　数字实时示波器　331 8.3.4　数字采样示波器　332 8.3.5　光电混合型采样 　示波器　332 8.3.6　示波器的配套探头　333 8.4　示波器的技术指标　334 8.4.1　数字示波器的技术 　指标　335 8.4.2　示波器探头的技术 　指标　338 8.5　示波器测量的不确定度分析 　模型　339 8.5.1　上升时间　339 8.5.2　直流增益误差　341 8.5.3　时间间隔　343 8.6　示波器的选择　344 8.6.1　数字示波器的选择　344 8.6.2　示波器探头的选择　346 8.7　典型示波器介绍　347 8.7.1　普源精电示波器 　产品　348 8.7.2　鼎阳科技示波器 　产品　349 8.7.3　优利德示波器产品　350 8.7.4　思仪科技示波器 　产品　351 8.7.5　联讯仪器示波器 　产品　352 8.7.6　玖锦科技示波器 　产品　353 8.8　示波器典型应用　355 8.8.1　使用示波器进行RS-232/ 　SPI/I2C协议验证　355 8.8.2　使用示波器进行眼图和 　抖动测试　361 8.8.3　使用示波器进行电源模块 　动态响应测试　364 8.8.4　使用示波器进行波特图 　测试　365 8.8.5　使用示波器进行高速信号 　协议一致性测试　367 8.8.6　使用示波器进行车载 　以太网测试　367 8.8.7　使用示波器进行超高速光 　PAM4信号测试　368 参考文献　371 第9章　电磁辐射分析仪　372 9.1　概述　372 9.2　宽频电磁辐射分析仪　372 9.2.1　基本原理　372 9.2.2　主要性能指标　375 9.2.3　典型国产宽频电磁辐射 　分析仪　378 9.2.4　应用场景　384 9.3　选频电磁辐射分析仪　385 9.3.1　基本原理　385 9.3.2　技术指标　389 9.3.3　典型国产选频电磁辐射 　分析仪　389 9.3.4　应用场景与测试 　实例　398 9.4　脉冲电磁场测量仪　400 9.4.1　基本原理　400 9.4.2　脉冲电磁场测量 　系统　402 9.5　量子电磁场分析仪　411 9.5.1　量子色心测磁原理　411 9.5.2　典型指标　413 9.5.3　应用场景与测试 　实例　415 9.6　电磁辐射分析仪的计量 　标定　416 9.6.1　同轴锥系统　416 9.6.2　多频段复杂电磁辐射的 　计量标定　417 9.6.3　在线测试系统的计量 　标定　419 9.6.4　脉冲电磁场测量系统的 　计量标定　420 参考文献　424 第　10章 电磁兼容试验仪器 　和系统　425 10.1　概述　425 10.2　国产电磁干扰测量 　接收机　427 10.2.1　电磁干扰测量接收机 　原理　427 10.2.2　EMI测量接收机的 　标准　429 10.2.3　北京科环世纪EMI测量 　接收机　430 10.2.4　EMI测量接收机测试 　附件　432 10.2.5　思仪科技EMI测量接 　收机　438 10.3　国产抗扰度测试仪　440 10.3.1　组合式抗扰度 　测试仪　440 10.3.2　射频传导抗扰度 　测试仪　444 10.3.3　静电放电模拟器　446 10.4　骚扰测试系统与应用　448 10.4.1　系统原理　448 10.4.2　主要指标　450 10.5　抗扰度测试系统与 　应用　451 10.5.1　系统原理　451 10.5.2　主要指标　453 10.6　国产EMC电波暗室　463 10.6.1　常州远屏电波暗室　463 10.6.2　雷宁屏蔽EMC电波 　暗室　463 10.6.3　航天长屏电波暗室　464 10.6.4　北方工程设计研究院 　电波暗室　464 10.6.5　安方高科电波 　暗室　465 10.7　超宽带横电磁波装置　465 10.7.1　超宽带同轴锥　466 10.7.2　镜面单锥TEM 　小室　470 10.8　国产电磁兼容诊断分析 　设备　473 10.8.1　电磁兼容检查仪　473 10.8.2　传导敏感度测试 　一体机　475 10.8.3　电磁干扰要素 　分析仪　477 10.8.4　EMI滤波器优化设计 　套装　479 10.8.5　开关电源阻抗提取 　套装　480 10.8.6　便携式电磁安全现场 　测试整改套装　480 参考文献　481 第　11章 天线测试系统　482 11.1　天线测试系统的场区　482 11.2　远场天线测试系统　483 11.3　近场天线测试系统　485 11.3.1　近场测试原理　485 11.3.2　国产近场天线测试系统 　介绍　488 11.4　紧缩场系统　496 11.4.1　紧缩场的发展 　历史　496 11.4.2　紧缩场的结构和 　类型　497 11.4.3　紧缩场系统的馈源和 　转台　503 11.4.4　紧缩场系统的技术 　指标　504 11.4.5　紧缩场系统的典型测试 　应用　507 11.4.6　北京中测国宇紧缩场 　测试系统介绍　508 11.4.7　苏州益谱紧缩场测试 　系统介绍　510 11.4.8　深圳通测紧缩场测试 　系统介绍　512 11.5　OTA测试场地　514 11.5.1　MIMO OTA测试 　原理　515 11.5.2　终端多探头测试系统 　系列　516 11.5.3　智能网联汽车测试 　系列　518 11.5.4　混响室OTA测试 　系统　521 11.6　超宽带同轴锥的测试 　应用　521 11.7　天线测试场地自身的检验 　确认　525 11.8　电波暗室消防系统　529 参考文献　530 第　12章 光纤端面干涉仪　531 12.1　概述　531 12.2　干涉测量原理　534 12.2.1　迈克耳孙干涉仪的工作 　原理　534 12.2.2　干涉仪的测量方法　535 12.3　光纤端面干涉仪的技术 　指标　536 12.3.1　曲率半径　536 12.3.2　顶点偏移　536 12.3.3　光纤高度　537 12.4　光纤端面干涉仪的 　校准　539 12.4.1　曲率半径示值 　误差　539 12.4.2　曲率半径重复性　539 12.5　光纤端面干涉仪的典型 　　539 12.6　典型光纤端面干涉仪 　介绍　540 参考文献　545 第　13章 光谱分析仪和光波长计　546 13.1　概述　546 13.2　光谱仪的基本工作 　原理　546 13.2.1　衍射型光谱仪　547 13.2.2　干涉型光谱仪　547 13.2.3　散射型光谱仪　548 13.2.4　荧光型光谱仪　548 13.2.5　滤光片型光谱仪　549 13.2.6　棱镜色散型光谱仪　549 13.3　光波长计的基本工作 　原理　550 13.3.1　迈克耳孙干涉仪　550 13.3.2　静态斐索干涉仪　551 13.3.3　基于其他测量方法的 　光波长计　551 13.3.4　选取光波长计需要考虑 　的因素　552 13.4　光谱分析仪和光波长计的 　技术指标　552 13.4.1　光谱分析仪的技术 　指标　552 13.4.2　光波长计的技术 　指标　553 13.5　光谱分析仪和光波长计的 　检定方法　554 13.5.1　光谱分析仪的检定 　方法　554 13.5.2　光波长计的检定 　方法　556 13.6　典型光谱分析仪和光波长计 　介绍　559 13.6.1　光谱分析仪　559 13.6.2　光波长计　560 参考文献　561 第　14章 光时域反射计　562 14.1　概述　562 14.2　光时域反射计的基本 　原理　562 14.3　光时域反射计的技术 　指标　564 14.3.1　中心波长　564 14.3.2　距离偏差　564 14.3.3　损耗偏差　565 14.3.4　动态范围　565 14.3.5　衰减盲区　565 14.3.6　事件盲区　565 14.3.7　测量范围　565 14.3.8　光回波损耗偏差　566 14.4　光时域反射计的检定　567 14.4.1　中心波长的检定　567 14.4.2　距离偏差的检定　568 14.4.3　损耗偏差的检定　570 14.4.4　动态范围的检定　571 14.4.5　衰减盲区的检定　572 14.4.6　事件盲区的检定　573 14.4.7　测量范围的检定　573 14.4.8　光回波损耗偏差 　的检定　574 14.5　光时域反射计的典型 　应用　574 14.6　典型光时域反射计 　介绍　575 参考文献　579 第　15章 光回波损耗测试仪　580 15.1　概述　580 15.2　光回波损耗测试仪的基本 　原理　580 15.2.1　连续光反射技术　580 15.2.2　光时域反射技术　583 15.3　光回波损耗测试仪的技术 　指标　584 15.3.1　光插入损耗准确度　584 15.3.2　光回波损耗准确度　584 15.4　光回波损耗测试仪的 　校准　584 15.4.1　标准反射参考器法　584 15.4.2　有源模拟法　585 15.5　光回波损耗测试仪的典型 　应用　586 15.6　典型光回波损耗测试仪 　介绍　587 参考文献　589 第　16章 色度色散测试仪和偏振模 　色散测试仪　590 16.1　概述　590 16.2　色度色散测试仪和偏振模色 　散测试仪的基本原理　591 16.2.1　色度色散测试仪　591 16.2.2　偏振模色散测试仪　592 16.3　色度色散测试仪和偏振模色 　散测试仪的典型指标　603 16.3.1　零色散波长　603 16.3.2　零色散斜率　603 16.3.3　色散系数　604 16.3.4　偏振模色散　604 16.4　典型国产色度色散测试仪和 　偏振模色散测试仪介绍　604 16.4.1　上海电缆研究所的 　FCD600光纤色散测 　试仪　604 16.4.2　上海电缆研究所的PMD- 　B便携式偏振模色散 　测试仪　606 16.5　色度色散测试仪和偏振模色 　散测试仪的计量　607 16.5.1　光纤色散标准　607 16.5.2　色散量值传递系统　614 16.5.3　色度色散测试仪 　校准　614 16.5.4　偏振模色散校准　615 16.5.5　偏振模色散量值传递 　系统　618 16.6　测试实例及典型应用　618 16.6.1　测试实例　618 16.6.2　典型应用　619 参考文献　619 第　17章 光纤参数测试仪　621 17.1　概述　621 17.2　光纤参数测试仪的基本 　原理　622 17.2.1　模场直径测量　622 17.2.2　截止波长测量　625 17.2.3　光纤衰减测量　625 17.2.4　数值孔径测量　626 17.2.5　光纤几何参数 　测量　627 17.3　光纤参数测试仪的技术 　指标　629 17.3.1　模场直径　629 17.3.2　截止波长　629 17.3.3　谱衰减　630 17.3.4　数值孔径　630 17.3.5　包层直径　630 17.3.6　包层不圆度　631 17.3.7　纤芯直径　631 17.3.8　纤芯不圆度　631 17.3.9　纤芯/包层同心度 　误差　631 17.4　典型国产光纤参数测试仪 　介绍　631 17.4.1　上海电缆研究所的OFM 　光纤多参数测 　试仪　631 17.4.2　上海电缆研究所的 　FGS512光纤几何参数测 　试仪　633 17.4.3　上海电缆研究所的NA-F 　光纤数值孔径测试 　系统　634 17.5　光纤参数测试仪的 　计量校准　635 17.6　测试实例及典型应用　635 17.6.1　测试实例　635 17.6.2　典型应用　637 参考文献　637 第　18章 光纤熔接机　638 18.1　概述　638 18.2　光纤熔接机的基本 　原理　638 18.3　光纤熔接机的技术 　指标　640 18.4　光纤熔接机的校准　642 18.5　光纤熔接机的典型 　应用　643 18.6　典型光纤熔接机介绍　644 参考文献　650 第　19章 应用层网络测试仪　651 19.1　概述　651 19.2　应用层网络测试基本 　标准　651 19.2.1　RFC 2544标准　653 19.2.2　RFC 3511标准　654 19.2.3　RFC 4445标准　654 19.2.4　计费系列标准　655 19.3　应用层网络测试仪的基本 　原理　655 19.3.1　高性能基础　655 19.3.2　高精度控制　656 19.4　应用层网络测试仪的技术 　指标　657 19.4.1　2～3层测试技术 　指标　657 19.4.2　4～7层测试技术 　指标　658 19.5　应用层网络测试仪的 　选择　675 19.5.1　2～3层应用层网络 　测试仪　675 19.5.2　4～7层应用层网络 　测试仪　675 19.5.3　安全攻击测试仪　675 19.5.4　全栈综合通信 　测试仪　676 19.5.5　虚拟化应用层网络 　测试仪　676 19.5.6　计费测试仪　676 19.6　应用层网络测试仪的典型 　应用　677 19.6.1　同时模拟客户端和 　服务器端，测试网关 　设备性能　677 19.6.2　同时模拟客户端和 　服务器端，测试旁路 　设备性能　677 19.6.3　只模拟客户端，测试应用 　服务器性能　678 19.6.4　只模拟服务器端，测试 　终端设备性能　678 19.6.5　部署虚拟测试仪，测试云 　计算安全和性能　679 19.6.6　测试电信业务计费 　性能　682 19.7　典型应用层网络测试仪 　介绍　684 参考文献　687 第　20章 以太网测试仪　689 20.1　概述　689 20.2　以太网测试标准　690 20.3　以太网测试仪的工作原理和 　架构　691 20.3.1　以太网测试仪的工作 　原理　691 20.3.2　以太网测试仪的 　架构　692 20.3.3　以太网测试仪架构 　分析　693 20.4　以太网测试仪分类　695 20.4.1　以太网协议一致性测试 　平台　695 20.4.2　以太网协议及流量测试 　平台　695 20.4.3　以太网生产测试 　平台　699 20.4.4　以太网网络损伤测试 　平台　700 20.4.5　以太网虚拟化测试 　平台　701 20.4.6　以太网在线主动测评 　系统　702 20.5　以太网测试仪的主要技术 　指标/功能　703 20.6　以太网测试仪的典型 　应用　705 20.7　典型以太网测试仪 　介绍　714 20.7.1　信而泰BigTao以太网 　测试仪　714 20.7.2　信而泰DarYu 高性能以 　太网测试仪　715 20.7.3　信而泰以太网智能测试 　平台　716 20.7.4　信而泰X-Compass系列 　网络损伤仪　717 20.7.5　信而泰以太网协议一致 　性测试平台　718 20.7.6　信而泰以太网在线网络 　监测系统　719 20.7.7　思仪科技Ceyear　5201 　系列数据网络 　测试仪　721 20.7.8　迈思源HoloWAN系列 　网络损伤仪　721 参考文献　722