JJF 1278-2011 蓝牙测试仪校准规范

零零攀

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1278—2011

蓝牙测试仪校准规范

CalibrationforBluetoothTestSet

Specification

201201

1-04-12发布1-07-12实施

国家质量监督检验检疫总局发布

蓝牙测试仪校准规范

CalibrationforBluetoothTest

SpecificationSet

本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年4月12日批准，并自

2011年7月12日起施行。

归口单位：全国无线电计量技术委员会

起草单位：上海市计量测试技术研究院

工业和信息化部通信计量中心

本规范由全国无线电计量技术委员会负责解释

本规范主要起草人：

詹志强(上海市计量测试技术研究院)

陆福敏(上海市计量测试技术研究院)

冉志强(工业和信息化部通信计量中心)

参加起草人：

孙闻(上海市计量测试技术研究院)

1278--2011

JJF

目录

1范围……………………

2引用文献………………

3术语和定义……………

4概述……………………

5计量特性………………

5．1参考晶体振荡器……………………

5．2射频信号……………

5．3数字调制信号………………………

5．4数字解调分析………………………

5．5功率测量……………

5．6射频端口电压驻波比………………

6校准条件………………

6．1环境条件……………

6．2校准所用计量标准、仪表设备……………………

7校准项目和校准方法…………………；))))^^^)))i

7．1外观及工作正常性检查……………

7．2参考晶体振荡器输出频率…………

7．3信号发生器输出频率………………

7．4信号发生器输出电平………………

7．5信号发生器频谱纯度………………

7．6信号发生器单边带相位噪声………

l；({(((；；l

7．7信号发生器数字调制质量参数……………………

7．8数字调制信号一20dB带宽………

7．9功率测量……………

7．10数字解调质量参数………………¨¨¨¨”∽幻幻"¨””””””””¨”””””m

7．11频率测量…………

7．12射频端口电压驻波比……………

7．13功能检查…………

8校准结果表达…………

9复校时间间隔…………

附录A校准记录格式…………………l；{(m∞趵㈨∞…mi))^^^^^^^^^))

附录B主要项目校准结果不确定度评定实例………

1278--2011

JJF

蓝牙测试仪校准规范

1范围

本校准规范适用于蓝牙测试仪的校准。

2引用文献

JJF1174—2007数字信号发生器校准规范

蓝牙系统规范，蓝牙规范版本2．0增强数据速率，核心系统部件[控制器卷]，

PartoftheB[uetootb

A，射频规范，2004年11月4日(Specification

T00THSPECIFICATl0NVersion2．0+EDR，CoreControllervol—

SystemPackage

November2004．BluetoothSIG．)

A，RADl0sPEcIFIcATl0N，4

ume]，Part

蓝牙系统规范，蓝牙规范版本1．1，Part

ficationoftheBluetoothSPECIFICATl0NVersion1．1，Part

System，BLUETOOTH

222001．Bluetooth

A，RADIOSIG．)

SPECIFICATION。February

使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3术语和定义

Error

3．1频移键控误差FSK

频移键控误差为FSK测量信号与FSK参考信号之差，以频偏的百分数来表示，是

一个标量误差。FSK为频移键控，通过键控正弦载波的频率来传输符号。FSK测量信

号为调频信号解调、滤波、载波锁定和符号锁定后的测量信号。

differentialerrorvector

3．2差分误差矢量幅度DEVMmagnitude

发射信号的连续符号在通过特定的测量滤波器后，以符号率和最佳采样相位采样、并补

偿载波频率偏差和理想载波相位变化后得到的矢量序列，这些矢量之间的偏差即为差分

误差矢量，差分误差矢量的归一化幅度即为差分误差矢量幅度。

3．3shift

GFSK调制gaussiankeying

frequency

为数字通信中的一种调制方式，中文名称为高斯滤波二进制频移键控。

3．4Phase

Ⅱ／4一DQPSK调制(“／4一DifferentialQuadratureShi“Keying)

为数字通信中的一种调制方式，中文名称为”／4差分正交相移键控；PSK为相移

键控，通过键控正弦波的相位传输符号。

3．58differentialshift

8DPSK调制phasekeying

为数字通信中的一种调制方式，中文名称为8相差分相移键控。

4概述

m内)的无线电技术，能

蓝牙(bluetooth)是一种支持设备短距离通信(一般10

在移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙

test

测试仪(bluetoothset)是由参考振荡器、数字调制信号发生器、功率分析仪、数

l

JJF1278—2011

字解调分析仪等构成的综合性测试仪器，主要用于蓝牙电子产品的研发、生产等环节。

5计量特性

5．1参考晶体振荡器

5．1．1频率：10MHz

5．1．2最大允许误差：土1×10“

5．2射频信号

5．2．1GHz～2．480

频率范围及最大允许误差：2．402GHz，±1×10“

5．2．2dBm～0dB

输出电平范围及最大允许误差：一90dBm；±1_0

5．2．3dBc

二、三次谐波：<一30

5．2．4dBc

分谐波：<一40

5．2．5kHz

单边带相位噪声：<一70dBc／Hz，偏置频率20

5．3数字调制信号

5．3．1数字调制质量参数

kHz～190

kHz)

1)GFSK调频指数范围：0．25～o．38(即频偏范围125

调频指数最大允许误差(基带滤波器BT=0．5)：±1％

3)8DPSK调制：均方根DEVM(基带滤波器BT=0．4)≤5％

4)频率最大允许误差：±o．5kHz(时基同步)。

5．3．2数字调制信号一20dB带宽

MHz。

GFSK调制信号：<1

“／4一DQPSK调制信号以及8DPSK调制信号：<1．5MHz。

5．3．3数字调制信号邻道功率[发射频谱模板(见图1和图2)]

GFSK调制

频率偏置输出功率

kHzdBc

士500≤一20

dBm

2MHz(IM—Nl一2)≤一20

3dBm

MHz或以上(1M—Nl≥3)≤一40

注：括号内的M为发送信号的频道号，N为待测信号的相邻频道号。

f

20dR

I

一20dBm

一40dBm

Fc+2．5MHz

Fc一2．5MHzFc一0．5MHz凡Fc+0．5MHz

Fc一1．5MHzFc七1．5MHz

图1蓝牙GFSK调制发射频谱模板

JJF1278--2011

7【／4一DQPSK调制信号以及8DPSK调制

频率偏置输出功率

土(1MHz～1．5MHz)≤一26dBc

MHz～2．5MHz)dBm

士(1．5≤一20

dBm

士2．5≤一40

MHz或以上

^

26dB

dBm

一20

一40dE

Fc--2·5MHzFcFc+2·5MI-Iz

：凡一1MHzFc+IMHz：

凡一1．5MHzFc+1．5MHz

图2蓝牙Ⅱ／4一DQPSK调制信号以及8DPSK调制发射频谱模板

5．4数字解调分析

5．4．1GFSK调制

GHz～2．480GHz

1)频率范围：2．402

Hz～350kHz

2)频偏测量范围：0

kHz

3)频偏测量最大允许误差(调频指数0．32)：士1

5．4．27c／4一DQPSK调制和8DPSK调制

均方根DEVM≤5％

5．4．3频率测量

GHz～2．480GHz

频率范围：2．402

频率测量最大允许误差：±(频率读数×参考晶体振荡器频率最大允许误差

+0．5kHz)

5．5功率测量

GHz～2．480GHz

频率范围：2．402

测量范围：一70dBm～22dBm

dB

最大允许误差：土1．0

5．6射频端口电压驻波比

射频端口电压驻波比≤1．5

注：由于校准不作出合格与否的结论，以上技术指标不作合格性判别，仅提供参考；各类型的

蓝牙测试仪的技术指标可参考其技术说明书。

3

1278—2011

JJF

6校准条件

6．1环境条件

6．1．1环境温度：15℃～25℃

6．1．2相对湿度：≤80％

V～232Hz～52Hz

6．1．3电源电压及频率：198V，48

6．1．4周围无强电磁场干扰及无影响校准系统正常工作的机械振动。

6．2校准所用计量标准、仪表设备

6．2．1功率计及功率探头

MHz～3GHz

频率范围：10

dBm～20dBm

连续波功率测量范围：一70

参考功率测量最大允许误差：士2％

功率测量线性：士3％

6．2．2频率计数器

频率范围：10Hz～3GHz

频率计数最大允许误差：±1X10。

6．2．3矢量信号发生器(带蓝牙调制功能)

MHz～3

频率范围：10GHz，频率最大允许误差：±1×10_7

dBm～0dBm

输出电平范围：一90

dB

输出电平最大允许误差：±1．0

GFSK频偏最大允许误差：±1％

,C4-DQPSK调制和8DPSK调制最大均方根DEVM：1％

6．2．4频谱分析仪

频率上限：8GHz

dBm～30dBm

电平测量范围：一120

6．2．5网络分析仪

MHz～3GHz

频率范围：100

dB

方向性：>40

6．2．6矢量信号分析仪

同时具有测量5．3中所列出的所有参数的功能。

频率范围：应覆盖蓝牙测试仪的频率范围。

GFSK调制频偏测量最大允许误差：土1％。

6．2．7功率放大器

GHz～2．5

频率范围：2．4GHz，最大输出功率不小于22dBm，增益30dB，输出

端口电压驻波比小于1．5。

6．2．8衰减器

4

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GHz～3w

频率范围：2GHz，最大允许输入功率：2

dB

衰减值：20

输入输出端口电压驻波比：小于1．2

7校准项目和校准方法

校准项目见表1。

表1校准项目表

序号校准项目名称

1外观及工作正常性检查

2参考晶体振荡器输出频率

3信号发生器输出频率

4信号发生器输出电平

5信号发生器频谱纯度

6信号发生器单边带相位噪声

7信号发生器数字调制质量参数

8dB带宽

数字调制信号-20

9功率测量

lO数字解调质量参数

11频率测量

12射频端口电压驻波比

13功能检查

7．1外观及工作正常性检查

7．1．1被校蓝牙测试仪应有说明书及全部配套附件。

7．1．2被校蓝牙测试仪各开关、按键等应调节正常。仪表不应有影响电气性能的机械

损伤。

7．1．3校准之前，仪器应按照仪器说明书要求预热及完成自校准。

7．2参考晶体振荡器输出频率

1)仪表连接如图3所示。

时基输出

蓝牙测试仪频率计数器

射频端口输入

图3参考晶体振荡器输出频率

2)按图3连接仪表，设定频率计的闸门时间为1s或频率计的频率分辨力设置为

0．1Hz，测量实际频率值，并记录于附录A表A．1中。

7．3信号发生器输出频率

1)仪表连接如图4所示。

1278--20ll

JJF

射频输出

蓝牙测试仪频率计数器

射频端口输入

图4信号发生器输出频率

GHz，

2)被校蓝牙测试仪设置为信号发生器连续波(cw)模式，设置频率为2．402

输出电平为0dBm，射频输入输出端口衰减设为0dB；设定频率计的闸门时间为1s或

频率计数器频率分辨力设置为1Hz，记录频率实测值，并记录于原始记录附录A

表A．2中。

3)根据附录A表A．2中的频率改变信号发生器输出频率，重复步骤2)直至频率

范围最高频率2．480GHz。

7．4信号发生器输出电平

1)仪表连接如图5所示。

图5信号发生器输出电平

GHz，

2)被校蓝牙测试仪设置为信号发生器连续波模式，输出频率设置为2．402

输出电平设置为0dBm，射频输入输出端口衰减设为0dB；设置功率计校准因子，从

功率计上读出功率电平值P。值，记录于附录A表A．3中。

3)保持蓝牙测试仪输出电平不变，将蓝牙测试仪输出连接至频谱分析仪(以下简

称频谱仪)的射频输入端口，将频谱仪中心频率设置为2．402GHz，参考电平设置为

5dBm，输入衰减设置为自动或10dB，分辨力带宽设置为300Hz，扫频带宽10kHz，

并且使噪声电平小于参考电平100

附录A表A．3中。

dBm减

4)保持频谱仪的设置不变，然后将蓝牙测试仪的信号发生器输出电平从0

小5dB变为一5dBm，这时在频谱仪读出标记处稳定功率电平值P：并记录于附录A

表A．3中。

5)由式(1)计算被测功率电平一5

应位置。

Ps=PL+(P2一P1)(1)

6)蓝牙测试仪的信号发生器输出电平按每步减小5dB来继续设置，重复步骤4)～5)，

直至输出电平一90dBm为止。

6

1278--2011

JJF

录A表A．4及表A．5中。

注：在使用频谱仪时，扫频带宽、输入衰减器衰减值、参考电平按要求设置以后，应保持不变。

7．5信号发生器频谱纯度

1)仪表连接如图6所示。

图6信号发生器频谱纯度

GHz，

2)被校蓝牙测试仪设置为信号发生器连续波模式，输出频率设置为2．402

dB。

输出电平为0dBm，射频输入输出端口衰减设为0

3)将被蓝牙测试仪射频输出与频谱仪的射频输入相连，设置频谱仪扫频带宽

kHz，参考电平设置在0dBm，使用标

(Span)为10kHz，分辨力带宽(RBW)小于1

GHz)

(2．402GHz)、二次谐波功率电平L。(4．804GHz)、三次谐波功率电平L。(7．206

和1／2次分谐波功率电平L。／z(1．201

次谐波和1／2次分谐波的频谱纯度，记录于附录A表A．6中。

二次谐波nz—L2一Ll(2)

三次谐波n。一L。一L1(3)

1／2次谐波nl，2一Ll／2一Ll(4)

于附录A表A．6中。

7．6信号发生器单边带相位噪声

7．6．1直接使用频谱分析仪测量

1)仪表连接仍然如图6所示。

2)蓝牙测试仪设置为信号发生器连续波模式，输出频率为2．402GHz，输出电平

dB。

为0dBm，射频输入输出端口衰减设为0

3)设置频谱仪中心频率(CenterFrequency)为2．402

50kHz，参考电平为0

kHz，分辨力带宽(融jw)小于1

功能，测量载波功率电平Lc(dBm)和偏离载波20kHz处的功率电平与载波功率电平

L。(dBm)，记录于附录A表A．7中。

4)信号发生器单边带相位噪声按式(5)计算：

￡(2．402GHz，20(5)

kHz)一L。一Lc一1019[RBW(Hz)]

5)在不同的偏置频率，并改变相应的扫频带宽(一般为2．5倍的偏置频率)，重复

步骤2)--4)，将结果记录于附录A表A．7中。

6)在信号发生器不同的输出频率上，重复步骤2)～5)。

7．6．2频谱分析仪具有相位噪声测量选件

1)仪表的连接如图6所示。

7

JJF1278--2011

2)蓝牙测试仪设置为信号发生器连续波模式，输出频率为2．402GHz，输出电平

为0dBm，射频输入输出端口衰减设为0dB。

2．402Hz，终止值设为2MHz，相位噪声的显

GHz，扫描带宽(span)起始值设为20

search)键自动搜索频率待测频率的相位噪声，待相位噪声曲线显示完整后，使用频谱

出相位噪声值，记录于附表A表A．8中。

于附表A表A．8中。

5)在信号发生器不同的输出频率上，重复步骤2)--4)。

7．7信号发生器数字调制质量参数

7．7．1GFSK调制质量参数

1)仪表连接如图7所示。

图7信号发生器数字调制质量参数

2)被校蓝牙测试仪设置为数字调制信号发生器，调制方式为GFSK，输出频率设

dBm，

置为2．402GHz，调制频偏为160kHz或调频指数设定为0．32，输出功率一10

射频输入输出端口的衰减设为0dB，数据码型为10101010。

dBm，

3)矢量信号分析仪中心频率设置为2．402GHz，参考电平量程设置为一10

选择200符号，显示结果选择调制准确度(ModAccuracy)。

4)在测量结果中读出频偏、频率误差，记录在附录A表A．9中。

附录A表A．9中。

6)将步骤2中的数据码型设定为PRBS9，读取FSKErr、频率误差，记录于附录A

表A．9中的相应位置。

GHz，2．480

7)将频率设定为2．440

表A．9中的相应位置。

7．7．2增强数据速率7t／4一DQPSK数字调制质量参数

1)仪表连接如图7所示。

2)被校蓝牙测试仪设置为数字调制信号发生器，数据速率设为2Mbit／s及调制方

式设定为7c／4一DQPSK，频率为2．402GHz，输出电平为一10dBm，射频输入输出端口

衰减设为0dB，数据码型为PRBS9。

8

1278--2011

JJF

dBm，

3)矢量信号分析仪中心频率设置为2．402GHz，参考电平量程设置为一10

MHz，测量滤波器

选择数字解调分析，调制方式设定为n／4一DQPSK，符号率设定为1

RaisedCosine)，

选择为根升余弦(RootCosine)，参考滤波器设定为升余弦(Raised

GHz，2．480

4)将频率设定为2．440GHz，重复以上步骤2)～3)，将结果记录在

附录A表A．10中相应位置。

7．7．3增强数据速率8DPSK数字调制质量参数

8DPSK来完成，将结果记录在附录A表A．11中相应位置。

7．8数字调制信号一20dB带宽

7．8．1GFSK调制信号一20dB带宽

1)仪表连接图如图7所示。

2)被校蓝牙测试仪设置为数字调制信号发生器，调制方式为GFSK，频率为

2．402

GHz，输出功率为一10dBm，数据码型设定于PRBS9。

dBm，

3)矢量信号分析仪频率设定为2．402GHz，参考电平量程设置设定为一10

选择信号最大保持方式，在频谱显示窗口使用矢量信号分析仪中的占用带宽(OBW)

测量功能，将功率值选择为99％(即为一20dB)，此带宽应该小于1MHz。将结果记

录于附录A表A．12中。

GHz，2．480

4)将频率设定为2．440GHz，重复以上步骤2)～3)，并将结果记录

于附录A表A．12中相应位置。

7．8．27c／4一DQPSK调制信号一20dB带宽

1)仪表连接如图7所示。

Mbit／s或者调制方

2)被校蓝牙测试仪设置为数字调制信号发生器，数据速率为2

式设定为Ⅱ／4一DQPSK，频率为2．402GHz，输出电平为一10

为连续输出。

3)矢量信号分析仪频率设定为2．402GHz，参考电平量程设置为一10dBm，选择

信号最大保持方式，在频谱显示窗口使用矢量信号分析仪中的占用带宽(OBW)测量

功能，将功率值选择为99％(即为一20

MHz。

宽应该小于1．5

4)将频率设定为2．440GHz及2．480GHz，重复以上步骤2)～3)，并将结果记录

于附录A表A．13中相应位置。

7．8．38DPSK调制信号一20dB带宽

位置。

7．9功率测量

7．9．1—50dBm～0

dBm小功率测量

1)仪表连接如图8所示。

1278--2011

JJF

图8功率测量(小功率测量)

2)功率计校零和自校准。

3)功率计首先接于矢量信号发生器连接电缆的另一端，矢量信号发生器输出连续

波信号，频率设定为2．402GHz，调节矢量信号发生器输出电平使得功率计上指示原始

记录中所示的标准功率值0dBm，即为标准小功率值P。(dBm)。

4)矢量信号发生器输出保持不变，再将此射频电缆连接至被校蓝牙测试仪。

5)被校蓝牙测试仪选择功率测量，射频输入输出端口衰减设为0dB，设置频率为

2．402

GHz，期待电平设置为0dBm或自动，在被校蓝牙测试仪的功率测量屏幕上读出

功率值P。(dBm)，并记录于附录A表A．15中。

6)根据附录A表A．15中不同的输入电平值重复步骤3)～5)。

7)根据附录A表A．16、A．17，在不同的频率点重复步骤3)～6)。

7．9．210dBm～22

dBm中功率测量

1)仪表连接如图9所示。

图9功率测量(中功率测量)

2)功率计校零和自校准。

3)将功率放大器输出通过衰减器与功率计探头连接。

4)打开功率放大器，调节放大增益为30dB左右。

5)矢量信号发生器输出连续波信号，设置输出频率为2．402GHz，输出功率电平

初设为一20dBm，细微调整矢量信号发生器输出电平使得功率计上指示功率为

dB，

一10dBm加上衰减器的衰减值20

dBm。此时的标准中功率值为功率计指示值一10

即10dBm。

6)将功率放大器输出与蓝牙测试仪相连。

7)被校蓝牙测试仪选择功率测量，射频输入输出端口衰减设为0dB，设置频率为

2．402

GHz，设置期待电平为10dBm或自动，准备就绪后打开矢量信号发生器输出。

表A．15中与10dBm相对应位置。

9)根据附录A表A．15，重复步骤3)～8)直至功率至22dBm。

10

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JJF

3)～9)，并将结果记录于附录A表A．16及表A．17中相应位置。

7．10数字解调质量参数

7．10．1GFSK调制频偏测量

1)仪表连接如图10所示。

图10数字解调质量参数

2)设定矢量信号发生器频率为2．402GHz，电平设定为一10dBm，矢量信号发生

kHz，数据码型为00001111。

器选择蓝牙基本速率调制模式，频偏为160

3)被校蓝牙测试仪选择GFSK调制频偏测量，频率为2．402GHz期待电平设定为

--10

dBm或自动，选择调制方式为GFSK，读取频偏值和频率误差，将结果记录于附

录A的表A．18中。

4)改变测量频率为2．440GHz和2．480GHz，重复以上步骤，将结果记录于附录A

的表A．18中相对应位置。

7．10．2增强数据速率n／4一DQPSK数字解调质量参数

1)仪表连接如图10所示

dBm，矢量信号

2)设定矢量信号发生器频率为2．402GHz，输出电平设定为一10

PRBS，打开矢量信号发生器输出。

3)被校蓝牙测试仪设定为蓝牙增强数据速率分析，调制方式选择“／4一DQPSK，频

率设定为2．402GHz，期待电平设定为一10dBm或自动，读取均方根DEVM和频率误

差，将结果记录于附录A表A．19中相对应位置。

4)改变测量频率为2．440GHz和2．480GHz，重复步骤2)～3)，并将结果记录于

附录A表A．19中相对应位置。

7．10．3增强数据速率8DPSK数字解调质量参数

8DPSK，将结果记录于附录A表A．20中相对应位置。

7．11频率测量

1)仪表连接如图11所示。

I矢量信号发生器射频输出蓝牙测试仪

射频输入

图11频率测量

dBm，连续波输出。

2)矢量信号发生器频率设定为2．402GHz，电平设定为一10

3)被校蓝牙测试仪设定为连续波频率测量，频率设定为2．402GHz，期待电平设

11

1278--2011

JJF

定为--10dBm或自动，读取频率偏差指示值，将结果记录于附录A的表A．21中。

4)改变测量频率为2．440GHz和2．480GHz，重复以上步骤，将结果记录于附录A

的表A．21中相对应位置。

7．12射频端口电压驻波比

1)仪表连接如图12所示。

l射频输出

l网络分析仪射频输入蓝牙测试仪

l

图12射频端口电压驻波比

2)网络分析仪充分预热后，首先使用校准件自校准。设定网络分析仪起始频率为

2．400GHz

GHz、2．440

GHz，终止频率为2．500GHz，使用标记(marker)键读取2．402

GHz～2．480

和2．480GHz驻波系数及2．402GHz范围内的驻波系数最大值，并记录

于附录A表A．22中。

7．13功能检查

7．13．1GFSK调制数字调制信号邻道功率(发射频谱模板)检查

1)仪表连接如图7所示。

2)被校蓝牙测试仪设置为数字调制信号发生器，调制方式为GFSK，频率为

2．402

GHz，输出功率为0dBm，数据码型为PRBS9。

3)将被校蓝牙测试仪的输出信号输入至矢量分析仪，矢量分析仪中心频率设置为

2．402

GHz，参考电平量程设置为5dBm，扫描带宽(span)设定为10MHz，分辨力

带宽(RBW)设定为100kHz，轨迹设定为最大保持，在频谱显示窗口使用矢量信号

分析仪中的占用带宽(OBW)测量功能，将功率值选择为99％(即为一20dB)，读取

占用带宽，若此带宽小于1MHz，则满足要求。

4)选择通道功率测量，功率测量带宽设定为1MHz，将中心频率设定为

2402MHz+2

MHz即2．404GHz，读取功率值，应该小于一20dBm；再将中心频率

402

MHz+3MHz即2．405MHz，

设定为2GHz，选择通道功率测量，带宽设定为1

dBm。

读取上述频率段内的信号最大值，应该小于一40

GHz，2．480

5)改变频率为2．440GHz，重复以上的方法，并将结果记录于附录

A表A．23中相对应位置。

7．13．2增强数据速率“／4一DQPSK调制信号邻道功率(发射频谱模板)检查

1)仪表连接如图7所示。