當(dāng)系統(tǒng)沒有按照預(yù)期進行工作時,假設(shè)某種形式的無線干擾是問題的根源,應(yīng)使用頻譜分析儀來確定工作頻 率信道中存在多余的信號。這個發(fā)現(xiàn)過程可能涉及到確定信號的類型,包括傳輸時間、出現(xiàn)次數(shù)、載波頻率和帶寬,可能還包括干擾發(fā)射機的地理位置。如果系統(tǒng)在全雙工模式下運行, 可能還需要檢查干擾信號的上行鏈路和下行鏈路頻率信道。
測量干擾 — 尤其是空中干擾 — 通常必須使用具備極低本底噪聲或 DANL 的頻譜分析儀。DANL 由分辨 率帶寬 (RBW) 設(shè)置決定,其參數(shù)值 越低,噪聲就越小。通常,RBW 縮 小到原數(shù)的 1/10,可使本底噪聲降 低 10 dB 。如前所述,分析儀的測 量掃描時間是 RBW 的反函數(shù),因此 RBW 設(shè)置越小,需要的掃描時間就 越長。由于快速測量和顯示低電平 信號的能力與分析儀檢波器的信噪 比 (SNR) 有直接關(guān)系,所以降低分析 儀的輸入衰減量即可改善信號電平。輸入衰減值越小 ( 通常低至 0 dB),則 RBW 就越大,從而掃描時間越短。使用內(nèi)置或外部前置放大器也能改善 檢波器中的被測信號電平。FieldFox 在 2.4 GHz 處 的 DANL 技 術(shù) 指 標(biāo) 值 為 -138 dBm ( 不使用前置放大器 ) 和 -154 dBm ( 使用內(nèi)置前置放大器 )。
當(dāng)降低輸入衰減和測量大幅度信號 時,應(yīng)當(dāng)對分析儀給予特別關(guān)注。大 幅度信號會使分析儀前端過度激勵, 從而導(dǎo)致內(nèi)部生成失真或儀器損壞。分析儀可顯示內(nèi)部生成的失真,就像它來自感興趣的信號。在這些條件下,衰減器設(shè)置應(yīng)當(dāng)進行優(yōu)化,以實現(xiàn)最高的動態(tài)范圍。FieldFox 包含一 個 30 dB 衰減器,該衰減器可以 5 dB 的步進進行調(diào)節(jié), 優(yōu)化測量的動態(tài)范圍。
測量無線電干擾設(shè)備的要求
在選擇分析儀時,測量精度、掃描速度和分析儀便攜性是極其重要的要求,因為現(xiàn)場測試往往是在船舶、航空航天和車載應(yīng)用中極其惡劣的條件下進行,包括高海拔高度 ( 例如戶外高塔和桅桿裝置 ) 和狹窄空間等。當(dāng)在現(xiàn)場進行干擾測試時,需要對測量設(shè)備的許多主要特性都加以考慮,包括頻譜分析儀需要堅固耐用,電池使用壽命長而且能夠快速更換,能夠從暫停狀態(tài)快速恢復(fù)到工作狀態(tài),內(nèi)置 GPS、直流模塊和直流電壓源。直流電壓源與外部偏置 T 型接頭搭配使 用,非常適合對衛(wèi)星應(yīng)用中的低噪聲模塊 (LNB) 供電。最高頻率高達 26.5 GHz 的高性能 FieldFox 分析儀能夠滿 足在所有環(huán)境條件下進行現(xiàn)場測試的 所有要求。
FieldFox頻譜儀 不僅具有臺式頻譜分析儀的 能力,還包括稱為 InstAlign 的獨有 特性,一旦啟動便可立即在整個射頻 和微波頻率范圍內(nèi)、-10 至+55°C 的 溫度范圍內(nèi)提供更出色的幅度精度。InstAlign 特性是以非常穩(wěn)定的內(nèi)置連 續(xù)波 (CW) 幅度參考為基礎(chǔ)實現(xiàn)的, 該幅度參考可在儀器的整個頻率范圍 內(nèi)進行表征。此參考的幅度測量值與 表征值之間的任何偏差都可作為校正 數(shù)據(jù),在對測試信號進行測量期間使 用。當(dāng)內(nèi)部傳感器探測到儀器的溫度 大約改變了2°C 時,F(xiàn)ieldFox 可通過 后臺進程執(zhí)行幅度校正,無需用戶 的操作。最終,F(xiàn)ieldFox 在高達 26.5 GHz 的頻率范圍內(nèi)、-10 至+55°C 的 溫度范圍內(nèi),無需經(jīng)過預(yù)熱,即可提 供典型值小于±0.6dB 的總體絕對幅度精度。
除了高性能頻譜分析儀之外,還必須使用優(yōu)質(zhì)的測試電纜在分析儀與系統(tǒng)測試端口或測試天線之間建立連接。電纜的適當(dāng)維護 — 保護和清潔分析 儀和電纜上的連接器 — 對于執(zhí)行精 確、可重復(fù)測量至關(guān)重要。大多數(shù)同 軸電纜具有額定的“最小彎曲半徑”, 電纜在存放時如果彎曲半徑小于此 值,有可能導(dǎo)致電纜內(nèi)部發(fā)生斷裂, 使得測量斷斷續(xù)續(xù)。
測試天線是干擾測試元器件的另一個 重要部分。它應(yīng)當(dāng)設(shè)計成覆蓋感興 趣的頻率范圍,同時具備輕巧便攜 的特點。使用 FieldFox 頂部安裝的 N 型陰頭 50 歐姆連接器,可將天線直 接連接到頻譜分析儀。雖然在進行 現(xiàn)場測試時 N 型連接器更耐用,不 過 FieldFox 還提供了 APC-3.5 端口連 接器選件。理想狀況下,天線的特征應(yīng)當(dāng)與處于調(diào)查中的無線系統(tǒng)所 用的測試天線類似。如果系統(tǒng)天線是 具有垂直極化的低增益全向天線,那 么頻譜分析儀連接的天線也應(yīng)一樣。
當(dāng)檢測寬頻率范圍內(nèi)的頻譜時,可使用典型的窄帶系統(tǒng)天線替代寬帶鞭狀天線。市場上可供選擇的寬帶天線有 很多種,包括 Keysight N9311x-500 和 N9311x-501 ( 分別覆蓋 70 MHz 至 1000 MHz 以及 700 MHz 至 2500 MHz 的頻率范圍 )。當(dāng)測量極其微弱的信 號或?qū)Ψ窃S可發(fā)射機測向時,應(yīng)將高 增益定向天線連接至分析儀。是德 科技提供了多種型號的定向天線, 包括 N9311x-504、508 和 518,其增 益分別為 4 至 5 dBi,頻率范圍分別高 達 4、8 和 18 GHz。圖 1 顯示了兩個空中測量,對使用低 增益全向天線時的響應(yīng) ( 藍色跡線 ) 和使用高增益 9 dBi 八木天線時的響 應(yīng) ( 黃色跡線 ) 進行了比較。使用高增 益天線時,未知信號的幅度測量值顯 著增加,但這個測量要求天線指向最 高信號幅度的方向。如果這個高增益 天線沒有指向信號源,那么幅度會小 于使用全向天線進行測量時的幅度。