經驗分享:如何測量複雜RF環境中的射頻幹擾
發布時間:2014-06-22 責任編輯:johnmu
【導讀】在擁擠的頻譜中找出、識別並分析幹擾信號,不管其目的何在,已在各種應用中變得日益重要。一種稱為無間斷捕獲的RF錄存技術,對解決這一問題可能會特別有用。
從商業無線網絡和設備,到軍事通信、雷達和電子戰(EW)係統,射頻(RF)ganraowuchubuzai。youyuganraobukeyuce,yaojiejuezheyiwentishifenjishou。changyongdexinhaofenxiyicaiyongjianduanguzhangmoshi,shishujucaijiyouqikunnan。yinci,ruguobuqingchuyigewentidegenbenyuanyin,gongchengshibianhennanzhaodaoyizhongceliangfangfalaibuhuozheyiguzhang。
盡管困難重重,在擁擠的頻譜中找出、識別並分析幹擾信號,不管其目的何在,已在各種應用中變得日益重要。一種稱為無間斷捕獲的RF錄存技術,對解決這一問題可能會特別有用。利用這種技術,係統工程師可以在一段較長的時間內連續測量數據,確保捕獲所有RF事件。
測量中的困難與挑戰
在對係統幹擾進行特征分析時,係統工程師通常依賴信號分析儀來完成長時間的連續錄存,如圖1所示。長時間錄存的主要局限是,測試設備中板子的內存容量不夠大。目標信號首先進入分析儀的RF輸入,隨後被處理,產生圖1youcesuoxianshideboxing。jiashexitongshiyongleyigegudingbenjizhendangqi,gaiyiqibuhuodaikuanneidesuoyoumubiaoxinhaozaidaodalanseshuxianzhiqian,douhuijingguoshishichuli。yidancaiyangxinhaojinruhuancunhuoRAM中,該儀器便不再關注新進入的數字樣本。相反,它必須處理先前錄存的采樣數據。
圖1:典型的信號分析儀方框圖
在(zai)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)對(dui)先(xian)前(qian)捕(bu)獲(huo)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)後(hou)處(chu)理(li)時(shi),不(bu)會(hui)再(zai)捕(bu)獲(huo)新(xin)的(de)數(shu)據(ju)樣(yang)本(ben),從(cong)而(er)在(zai)連(lian)續(xu)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)之(zhi)間(jian)有(you)效(xiao)地(di)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)間(jian)隙(xi)。如(ru)果(guo)在(zai)處(chu)理(li)先(xian)前(qian)的(de)事(shi)件(jian)時(shi)又(you)發(fa)生(sheng)了(le)新(xin)的(de)事(shi)件(jian),或(huo)新(xin)事(shi)件(jian)的(de)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)超(chao)過(guo)了(le)現(xian)有(you)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)容(rong)量(liang),這(zhe)些(xie)事(shi)件(jian)便(bian)會(hui)落(luo)入(ru)這(zhe)個(ge)間(jian)隙(xi)並(bing)可(ke)能(neng)被(bei)漏(lou)處(chu)理(li)。此(ci)外(wai),分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)觸(chu)發(fa)設(she)置(zhi)僅(jin)根(gen)據(ju)一(yi)組(zu)限(xian)定(ding)條(tiao)件(jian)來(lai)捕(bu)獲(huo)事(shi)件(jian)。一(yi)旦(dan)分(fen)析(xi)儀(yi)錯(cuo)過(guo)某(mou)一(yi)事(shi)件(jian),該(gai)事(shi)件(jian)便(bian)一(yi)去(qu)不(bu)返(fan)。
如何找到可行的方案
解決複雜的RF環huan境jing中zhong的de射she頻pin幹gan擾rao問wen題ti是shi一yi個ge棘ji手shou的de任ren務wu,無wu間jian斷duan錄lu存cun方fang法fa提ti供gong了le一yi種zhong可ke行xing的de方fang法fa來lai解jie決jue傳chuan統tong的de信xin號hao分fen析xi儀yi所suo遇yu到dao的de測ce量liang問wen題ti。這zhe一yi技ji術shu實shi現xian了le在zai一yi段duan較jiao長chang的de時shi間jian內nei連lian續xu采cai集ji數shu據ju,解jie決jue了le不bu知zhi何he時shi、何處會出現一個幹擾事件,以及該事件的持續時間有多長的問題。由於被錄存的數據不會間斷,因此很容易捕獲目標信號,如間斷式RF事件。
圖2:該圖已將圖1中的信號分析儀修改為無間斷錄存
在圖2的示例中,信號分析儀已被修改為無間斷錄存。圖2中的信號分析儀與圖1中(zhong)的(de)一(yi)樣(yang),但(dan)它(ta)包(bao)含(han)一(yi)條(tiao)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)鏈(lian)路(lu)或(huo)總(zong)線(xian),使(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)以(yi)將(jiang)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)從(cong)內(nei)存(cun)中(zhong)移(yi)出(chu)去(qu)。它(ta)通(tong)過(guo)旁(pang)路(lu)處(chu)理(li)和(he)顯(xian)示(shi)更(geng)新(xin),同(tong)時(shi)將(jiang)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)寫(xie)入(ru)采(cai)用(yong)環(huan)形(xing)RAM緩存的最終存儲介質,來實現數據的無間斷高帶寬錄存。工程師可以在環形RAM緩存中同時寫入和讀取數據。若在大帶寬下錄存較長時間的數據,則需獨立磁盤冗餘陣列(RAID)存儲係統。
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Agilent的雙通道M9392A PXI矢量信號分析儀便是這樣一個寬帶無間斷錄存解決方案,它可以提供兩個獨立可調的通道,其中每個通道都能在100-MHz帶寬下錄存數小時的數據(圖3)。
圖3:Agilent的無間斷錄存係統可與預先選定的設備結合起來,
與普通的PC硬驅或外部海量存儲器一起使用
與普通的PC硬驅或外部海量存儲器一起使用
RF環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)寬(kuan)帶(dai)錄(lu)存(cun)已(yi)被(bei)證(zheng)明(ming)是(shi)可(ke)用(yong)於(yu)長(chang)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)射(she)頻(pin)幹(gan)擾(rao)研(yan)究(jiu)的(de)一(yi)種(zhong)有(you)用(yong)的(de)特(te)征(zheng)分(fen)析(xi)工(gong)具(ju),功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)的(de)搜(sou)索(suo)工(gong)具(ju)可(ke)減(jian)輕(qing)在(zai)海(hai)量(liang)錄(lu)存(cun)數(shu)據(ju)中(zhong)搜(sou)索(suo)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)的(de)負(fu)擔(dan)。例(li)如(ru),Agilent M89600矢量信號分析儀軟件可與M9392Ayiqi,yongyufenxiganraoyuandetezhengjiqiduiwujianduanlucunmubiaoshujuzhongganraoxinhaodeyingxiang。shiyongzheyangderuanjianjianhuabingjianshaolezhaochumubiaoxinhaodeshijian,jiakuailefenxihejiejuewentidejincheng。
如(ru)果(guo)無(wu)間(jian)斷(duan)錄(lu)存(cun)方(fang)案(an)采(cai)用(yong)類(lei)似(si)時(shi)間(jian)戳(chuo)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)能(neng)也(ye)會(hui)有(you)幫(bang)助(zhu),它(ta)將(jiang)錄(lu)存(cun)的(de)數(shu)據(ju)映(ying)射(she)到(dao)一(yi)個(ge)絕(jue)對(dui)時(shi)間(jian),產(chan)生(sheng)觸(chu)發(fa)或(huo)預(yu)觸(chu)發(fa)。預(yu)觸(chu)發(fa)數(shu)據(ju)使(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)讀(du)取(qu)信(xin)號(hao)數(shu)據(ju),產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)特(te)定(ding)的(de)觸(chu)發(fa)事(shi)件(jian)。
lingyigezhuyaogongnengshishuangtongdaolucun。zaidantongdaolucunxitongzhong,hennanzhichufasuoxudexinhao。jieguo,weilequebaobuhuoganraoshijian,lucunxialaideshujutongchangbishijisuoxuyaodeduo。zhexieduoyudeshujuxuyaohuafeiewaideshijianheziyuanlaichuli。M9392A這zhe樣yang的de雙shuang通tong道dao錄lu存cun係xi統tong減jian少shao了le誤wu觸chu發fa的de可ke能neng,並bing且qie它ta隻zhi錄lu存cun所suo需xu的de數shu據ju。信xin號hao可ke以yi在zai一yi個ge通tong道dao上shang被bei采cai集ji和he觸chu發fa,但dan錄lu存cun在zai另ling一yi個ge通tong道dao上shang。由you於yu能neng夠gou在zaiRF環境中更有效地發現這些信號,這樣的任意觸發機製可以節約大量時間,幫助工程師更有效地解決幹擾問題。
另一個要點:結構化處理流程
jibiancaiyongwujianduanbuhuofangfa,jiejueshepinganraowentirengrankunnanzhongzhong,yinciyoubiyaozunxingyigexitonghuadechuliliucheng。xiamianshizhezhongchuliliuchengdeyigeshili,tabaokuo:
第一步:捕獲
該步驟利用長時間錄存的方法采集數據,確保捕獲故障事件。RF環境中的信號往往持續時間較長,因此長持續時間是必需的。而且,RF環境隨時間而改變,通常頻譜擁擠。此外,現代通信信號不斷增大的帶寬意味著噪聲頻譜更寬,它們之間的交互通常是間歇性的、細微的或短暫的。
第二步:搜索
shujucaijiwanchenghou,lucunxialaideshujuhuizaishiyanshizhongbeihuifangbingjinxingbiyaodefenxi,yibiantiquyouguanguzhangganraoyuandexinxi。zaishujuliangjidadeqingkuangxia,qiangliejianyishiyongnenggenjuduozhongbutongtiaojianwanchengzidongsousuodexinhaosousuogongjulaixunzhaoganraoyuan。shujusousuowanchenghou,fuhetiaojiandeyixiliexinhaohuibeizhaodao,xinhaofenxiyingyongchengxuhuijiangzhexiexinhaofenlichulaibingjinxinghuifang。
第三步:重新捕獲數據
當(dang)工(gong)程(cheng)師(shi)更(geng)深(shen)入(ru)地(di)了(le)解(jie)了(le)問(wen)題(ti)的(de)症(zheng)結(jie)或(huo)潛(qian)在(zai)的(de)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)源(yuan)之(zhi)後(hou),可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)捕(bu)獲(huo)更(geng)多(duo)更(geng)具(ju)體(ti)的(de)信(xin)號(hao)數(shu)據(ju)。在(zai)這(zhe)一(yi)可(ke)選(xuan)的(de)步(bu)驟(zhou)中(zhong),工(gong)程(cheng)師(shi)根(gen)據(ju)對(dui)故(gu)障(zhang)的(de)了(le)解(jie),來(lai)觸(chu)發(fa)信(xin)噪(zao)比(bi)更(geng)高(gao)的(de)錄(lu)存(cun)任(ren)務(wu)。這(zhe)些(xie)錄(lu)存(cun)任(ren)務(wu)著(zhe)眼(yan)於(yu)被(bei)幹(gan)擾(rao)的(de)接(jie)收(shou)器(qi)對(dui)某(mou)個(ge)特(te)定(ding)的(de)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)源(yuan)的(de)反(fan)應(ying)如(ru)何(he)。這(zhe)時(shi),雙(shuang)通(tong)道(dao)錄(lu)存(cun)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)特(te)別(bie)有(you)用(yong),因(yin)為(wei)配(pei)置(zhi)後(hou)它(ta)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao)來(lai)觸(chu)發(fa)錄(lu)存(cun)。
第四步:分析
最後,工程師可以使用分析軟件顯示信號幹擾源的影響。
利用這一處理流程,工程師們不僅可了解RF環境,還可錄存長持續時間內頻帶的信息。結果,他們可以有效地使用RF錄存方法記錄、搜索和分析複雜RF環境中的目標信號。
解決複雜RF環境中的射頻幹擾問題頗為困難。但是,利用無間斷錄存方法,工程師可以在長持續時間內連續測量數據,確保捕獲所有目標RF事件。專門被改進用於無間斷數據捕獲的寬帶錄存係統,尤其是雙通道係統,可以非常有效地分析RF環huan境jing中zhong係xi統tong幹gan擾rao的de特te征zheng。在zai結jie構gou化hua流liu程cheng中zhong使shi用yong這zhe一yi係xi統tong,為wei找zhao出chu並bing分fen析xi目mu標biao信xin號hao提ti供gong了le一yi種zhong有you效xiao的de途tu徑jing。在zai幹gan擾rao問wen題ti層ceng出chu不bu窮qiong的de商shang業ye無wu線xian及jiEW應用中,這樣的功能變得越來越重要。
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