从商业无线网络和设备到军事通讯、雷达和电子战役(EW)体系,射频搅扰无处不在。由于搅扰不行猜测,要处理这一问题十分扎手。常用的信号剖析仪选用接连毛病形式,使数据收集特别困难。因而,假如不清楚一个问题的根本原因,工程师便很难找到一种丈量办法来捕获这一毛病。
虽然困难重重,在拥堵的频谱中找出、辨认并剖析搅扰信号,不论其意图安在,已在各种运用中变得日益重要。一种称为无接连捕获的RF录存技能,对处理这一问题或许会特别有用。运用这种技能,体系工程师能够在一段较长的时刻内接连丈量数据,保证捕获一切RF事情。
了解丈量中的困难
在对体系搅扰进行特征剖析时,体系工程师一般依靠信号剖析仪来完结长期的接连录存,如图1所示。长期录存的首要限制是,测验设备中板子的内存容量不够大。方针信号首要进入剖析仪的RF输入,随后被处理,发生图1右侧所显现的波形。假定体系运用了一个固定本机振荡器,该仪器捕获带宽内的一切方针信号在抵达蓝色竖线之前,都会经过实时处理。一旦采样信号进入缓存或RAM中,该仪器便不再重视新进入的数字样本。相反,它有必要处理从前录存的采样数据。
图1:典型的信号剖析仪方框图。
在信号剖析仪对从前捕获的数据进行后处理时,不会再捕获新的数据样本,从而在接连的数据收集之间有用地构成一个空隙。假如在处理从前的事情时又发生了新的事情,或新事情的继续时刻超过了现有的存储器容量,这些事情便会落入这个空隙并或许被漏处理。此外,剖析仪的触发设置仅依据一组限制条件来捕获事情。一旦剖析仪错失某一事情,该事情便一去不返。
可行的代替计划
处理杂乱的RF环境中的射频搅扰问题是一个扎手的使命,无接连录存办法供给了一种可行的办法来处理传统的信号剖析仪所遇到的丈量问题。这一技能完结了在一段较长的时刻内接连收集数据,处理了不知何时、何处会呈现一个搅扰事情,以及该事情的继续时刻有多长的问题。由于被录存的数据不会接连,因而很简单捕获方针信号,如接连式RF事情。
图2:该图已将图1中的信号剖析仪修改为无接连录存。
在图2的示例中,信号剖析仪已被修改为无接连录存。图2中的信号剖析仪与图1中的相同,但它包括一条高速数据链路或总线,使工程师能够将收集到的数据从内存中移出去。它经过旁路处理和显现更新,一同将收集到的数据直接写入选用环形RAM缓存的终究存储介质,来完结数据的无接连高带宽录存。工程师能够在环形RAM缓存中一同写入和读取数据。若在大带宽下录存较长期的数据,则需独立磁盘冗余阵列(RAID)存储体系。
Agilent的双通道M9392A PXI矢量信号剖析仪就是这样一个宽带无接连录存处理计划,它能够供给两个独立可调的通道,其间每个通道都能在100-MHz带宽下录存数小时的数据(图3)。
图3:Agilent的无接连录存体系可与预先选定的设备结合起来,运用PCIe的大带宽及快速吞吐的长处,与一般的PC硬驱或外部海量存储器一同运用。
RF环境中的宽带录存已被证明是可用于长继续时刻射频搅扰研讨的一种有用的特征剖析东西,功用强大的查找东西可减轻在海量录存数据中查找搅扰信号发生的担负。例如,Agilent?89600矢量信号剖析仪软件可与M9392A一同,用于剖析搅扰源的特征及其对无接连录存方针数据中搅扰信号的影响。运用这样的软件简化并减少了找出方针信号的时刻,加快了剖析和处理问题的进程。
假如无接连录存计划选用相似时刻戳的办法或许也会有协助,它将录存的数据映射到一个肯定时刻,发生触发或预触发。预触发数据使工程师能够读取信号数据,发生一个特定的触发事情。
另一个首要功用是双通道录存。在单通道录存体系中,很难只触发所需的信号。成果,为了保证捕获搅扰事情,录存下来的数据一般比实践所需求的多。这些剩余的数据需求花费额定的时刻和资源来处理。M9392A这样的双通道录存体系减少了误触发的或许,并且它只录存所需的数据。信号能够在一个通道上被收集和触发,但录存在另一个通道上。由于能够在RF环境中更有用地发现这些信号,这样的恣意触发机制能够节省很多时刻,协助工程师更有用地处理搅扰问题。
结构化处理流程
即使选用无接连捕获办法,处理射频搅扰问题依然困难重重,因而有必要遵行一个体系化的处理流程。下面是这种处理流程的一个示例,它包括:
第一步:捕获
该过程运用长期录存的办法收集数据,保证捕获毛病事情。RF环境中的信号往往继续时刻较长,因而长继续时刻是必需的。并且,RF环境随时刻而改动,一般频谱拥堵。此外,现代通讯信号不断增大的带宽意味着噪声频谱更宽,它们之间的交互一般是间歇性的、纤细的或时间短的。
第二步:查找
数据收集完结后,录存下来的数据会在实验室中被回放并进行必要的剖析,以便提取有关毛病搅扰源的信息。在数据量极大的情况下,强烈建议运用能依据多种不同条件完结主动查找的信号查找东西来寻觅搅扰源。数据查找完结后,契合条件的一系列信号会被找到,信号剖析运用程序会将这些信号分离出来并进行回放。
第三步:从头捕获数据
当工程师更深化地了解了问题的症结或潜在的信号搅扰源之后,或许需求捕获更多更详细的信号数据。在这一可选的过程中,工程师依据对毛病的了解,来触发信噪比更高的录存使命。这些录存使命着眼于被搅扰的接收器对某个特定的信号搅扰源的反响怎么。这时,双通道录存体系或许特别有用,由于装备后它能够运用其间一个通道来触发录存。
第四步:剖析
最终,工程师能够运用剖析软件显现信号搅扰源的影响。
运用这一处理流程,工程师们不仅可了解RF环境,还可录存长继续时刻内频带的信息。成果,他们能够有用地运用RF录存办法记载、查找和剖析杂乱RF环境中的方针信号。
本文定论
处理杂乱RF环境中的射频搅扰问题较为困难。可是,运用无接连录存办法,工程师能够在长继续时刻内接连丈量数据,保证捕获一切方针RF事情。专门被改善用于无接连数据捕获的宽带录存体系,特别是双通道体系,能够十分有用地剖析RF环境中体系搅扰的特征。在结构化流程中运用这一体系,为找出并剖析方针信号供给了一种有用的途径。在搅扰问题层出不穷的商业无线及EW运用中,这样的功用变得越来越重要。
作者简介
David Murray是Agilent公司软件和模块计划部分电子丈量组的运用工程师
David Murray于1994年参加HP / Agilent。他在包括各种测验和丈量产品的射频及微波运用领域具有18年的经历,其间差不多10年是做制作开发工程师。
David现在是加利福尼亚州圣罗莎的一名运用作业师,专心于模块化形状因子(如PXI和AXIe)的微波和RF运用开发。