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標(biāo)題: 復(fù)雜電磁環(huán)境中信號采集與回放 [打印本頁]
作者: 安泰測試設(shè)備 時(shí)間: 2019-10-12 09:23
標(biāo)題: 復(fù)雜電磁環(huán)境中信號采集與回放
簡介
伴隨各種無線通信技術(shù)的發(fā)展，越來越多的無線電設(shè)備應(yīng)用在實(shí)際工作中。而對于無線設(shè)備相互之間的工作兼容性問題，出現(xiàn)的問題通常不持續(xù)發(fā)生，具有偶發(fā)特性，不容易復(fù)現(xiàn)問題，難以對問題發(fā)生的原因進(jìn)行分析。針對這樣的測試需求，羅德與施瓦茨公司針對無線信號的記錄與回放，推出了高性能的IQ數(shù)據(jù)記錄儀，該記錄儀可以記錄和播放數(shù)字IQ數(shù)據(jù)流，與羅德與施瓦茨公司的頻譜儀和信號源產(chǎn)品，通過數(shù)字I/Q接口連接，支持進(jìn)行無線信號的存儲與回放。
系統(tǒng)組成
羅德與施瓦茨公司的復(fù)雜電磁環(huán)境采集與回放系統(tǒng)主要包括前端接收機(jī)（如FSW/FSV）、IQ記錄儀（如IQR/IQW）和后端矢量信號源（如SMW200A/SMBV100A），系統(tǒng)框圖如下所示。
圖1 復(fù)雜電磁環(huán)境采集與放回系統(tǒng)框圖
一個(gè)完整的射頻信號采集與回放系統(tǒng)，需要一臺信號與頻譜分析儀、一臺IQ數(shù)據(jù)記錄儀和一臺矢量信號源。其中:
1、頻譜儀是射頻信號的接收和采集設(shè)備。頻譜儀實(shí)現(xiàn)對指定中心頻率的射頻信號下變頻至基帶，根據(jù)指定的AD采樣率對射頻信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采用轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號。通過對放大器/衰減器的調(diào)節(jié)改變接收動態(tài)范圍來適應(yīng)不同功率的射頻信號。
2、IQW數(shù)據(jù)記錄儀有兩種工作模式：記錄與回放，兩種工作模式同時(shí)只能選擇其一。在記錄模式下，IQW實(shí)時(shí)接收頻譜儀發(fā)送的數(shù)字信號存儲在本地硬盤。存儲的開始時(shí)刻與結(jié)束時(shí)刻都通過對IQW的設(shè)置操作決定；數(shù)據(jù)記錄的速度由頻譜儀發(fā)送的速度決定；在回放模式下，IQW實(shí)時(shí)從本地硬盤讀取數(shù)據(jù)發(fā)送到矢量信號源。開始發(fā)送時(shí)刻由對IQW的操作決定，在IQW中可以設(shè)置循環(huán)發(fā)送/單次發(fā)送；數(shù)據(jù)發(fā)送的速度一般記錄在數(shù)據(jù)文件中。
3、矢量信號源再生射頻信號。矢量信號源接收IQW發(fā)送的IQ數(shù)據(jù)再生模擬信號，根據(jù)指定的射頻中心頻率和平均功率變頻至射頻并發(fā)射。
信號采集過程
空間無線信號經(jīng)過天線進(jìn)入頻譜分析儀前端，經(jīng)過頻譜儀接收機(jī)前端，將射頻信號下變頻至中頻進(jìn)行AD采樣。信號變換到數(shù)據(jù)域后，進(jìn)行IQ分離以及速率變換，之后數(shù)字IQ信號經(jīng)數(shù)字接口，傳送至IQW進(jìn)行記錄。使用頻譜儀內(nèi)部的存儲器在采集信號的同時(shí)，也可以保存信號。但如果想不間斷的保存信號，其最大容量受限于頻譜儀的內(nèi)存大小，超過此容量，采集數(shù)據(jù)將出現(xiàn)“盲區(qū)”。而采用FSW采集，IQW數(shù)據(jù)記錄儀存儲IQ信號的方法，信號是連續(xù)進(jìn)行存儲，不存在信號采集盲區(qū)。
信號回放過程
數(shù)據(jù)IQ記錄儀播放記錄的數(shù)字IQ數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)字端口將數(shù)字IQ數(shù)據(jù)送入矢量信號源SMW200A的基帶端口，數(shù)字IQ數(shù)據(jù)在矢量信號源內(nèi)部，經(jīng)數(shù)模變換后，經(jīng)過IQ調(diào)制器上變頻，以及射頻端的自動電平控制環(huán)路，將信號回放至用戶設(shè)定的電平和頻率點(diǎn)上。
系統(tǒng)性能及指標(biāo)
新一代的高速數(shù)字記錄儀R&S®IQW最大可以實(shí)現(xiàn)512MHz帶寬射頻信號的記錄/回放，讀寫速率接近640M Sample/s（2560M bytes/s）,采用插拔式QSFP+高速數(shù)字IQ輸入/輸出接口，具備GPS跟蹤功能，配備6.4TB超大容量固態(tài)硬盤，512MHz帶寬信號最大記錄時(shí)間可達(dá)41分鐘。
圖2 IQW中信號帶寬與記錄時(shí)間關(guān)系圖
頻譜儀：FSW
FSW頻譜分析儀，提供8/13.6/26.5/43.5/50/67GHz/85GHz型號。分析帶寬28M/40M/80M/160M/320M/512MHz/1200MHz/2GHz/5GHz，提供模擬解調(diào)，數(shù)字解調(diào)，脈沖解調(diào)，實(shí)時(shí)頻譜分析等選件功能。
矢量信號源：SMW200A
SMW200A矢量信號源，提供3G/6G/12.75G/20G/31.8G/40GHz型號，調(diào)制信號帶寬最大可到2GHz，支持產(chǎn)生各種調(diào)制類型信號。
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