论文部分内容阅读
数字信号处理技术(DSP)及模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)技术的发展，已经帮助创造出一种新型数字RF系统，这些系统构成了下一代通信网络的基础。数字RF技术正日益成为无线局域网、RFID、手机、卫星通信和军事通信及雷达应用中“一流”系统的核心。
数字RF的迅猛增长，创造了一个异常复杂的技术环境。在拥挤的RF频谱中，信号必须使用随时间变化的技术，避免干扰，保证无缝操作。为改善性能和频谱效率，数字RF设备采用在不同时点之间变化的信号，包括跳频信号，迅速开和关脉冲的信号。
由于无数台设备在有限的无线频谱内部同时传送着信号，因此碰撞和干扰问题经常会发生。这会导致通信间断或拥堵。碰撞和干扰发生在商贸领域中，会阻挠客户和企业发展运行。发生在军事和政府领域中，它可能就意味着生死存亡。
为避免系统或网络因过载或干扰而停止运行的“数字悬崖”，保证这些设备不会在不希望的时间或频率发送RF能量、并能够在有干扰时正确运行至关重要。
如上所述，时间不再是RF领域中可以被忽略的东西。现代数字RF设备生成的信号具有在某个时点出现、在下一个时点消失、并随时间而变化，因此，数字RF要求测试工具能够测量当前信号随时间变化的特点。
找到杂散信号
第一个测试挑战是发现设备内部生成或是来自外部的干扰信号或杂散信号。一旦找到干扰，必须全面检定。感兴趣的信号的幅度可能会低于同一频段中的其它信号，可能会不频繁地发生，因此捕获起来非常困难。为捕获然后分析这些信号，RF工程师需要实时仪器，这些仪器要能够发现和触发间歇性事件，无缝捕获这些事件，分析代表着经过时间的累积数据。
在传统上，扫频分析仪和矢量信号分析仪(VSA)一直是RF工程师首选的测试工具，但这些仪器很难胜任数字RF技术和设备的测试工作。因为它们基本上是在一个频率范围内调试窄滤波器，生成一个频域画面，或称为一次“扫描”，因此传统扫频分析仪只能汇总不相关的RF频谱活动集合。即使是速度最快的扫频分析仪，也会漏掉许多间歇性信号或迅速变化的信号。
VSA具有捕获后分析的技术，但不能执行实时任务，如频域触发功能，然而在由不断变化的信号、简单信号和“突发”信号组成的现代数字RF领域中，这是必不可少的测试需求。由于缺少相应的工具，某些工程师不得不采用通常内部开发的离线解决方案，这些方案效率低，耗时长，非常复杂，而且成本通常很高。
新型测试工具
幸运的是，现在出现了新一代测试仪器，可以迎接这些挑战。通过时域相关的多域分析在频域、时域和调制域中实现RF信号显示，工程师第一次可以发现许多复杂的问题。这些工具能够触发和捕获瞬时事件，简便地提供信号的时间相关多域画面，明显降低了工程师调试问题的时间。
这种新型工具的代表是实时频谱分析仪(RTSA)。在这种仪器中，通过选择性触发时域和频域异常事件，把RF频率跨度的无缝时间记录采集到存储器中(图1)，工程师可以发现数字RF中常见的意想不到的问题。这种检测和捕获相关频谱事件的能力，可以更有效地进行时间相关多域(时域、频域和调制域)分析，而不需重新捕获信号。
除提供必要的动态范围、实时触发和捕获功能外，这些仪器还提供了其它功能，如频谱图画面(图2)，在许多情况下只需几分钟的时间，就可以绘制频率和幅度随时间变化的曲线。这个频谱图画面在传统功率/频率曲线中增加了第三个维度——时间，为频谱分析仪提供频域中以前的测量历史。频域、时域和调制域汇编成可视的时间相关图像，频谱图本身汇集所有内容，以三维方式直观地查看随时间变化的信号行为，这在扫频分析仪和许多矢量信号分析仪的传统频域画面中通常是看不到的。
另一种新技术是频率模板触发，用户可以同时定义仪器捕获信号信息的频率条件和幅度(功率)条件。用户可以在频域中定义一个量身定制的模板，用来触发分析仪。用户可以使用这个模板，在出现(或未出现)离散频谱事件时触发分析仪，捕获信号，把采集的数据捕获到存储器中，即便这些频谱事件发生的功率电平远远低于相邻信号。频率模板触发可在频谱中任何地方的能量上触发采集，它提供的功能和灵活性要远远高于示波器中常见的传统宽带电平触发。这种新技术特别适合频谱监测、查找干扰和搜索杂散信号。
图2:实时频谱分析仪上的频谱图画面
工程师现在可以迅速“追踪”怀疑的频率，或连续监测信号，但只能在信号变化时采集信号。长存储器使得工程师可以一次捕获所有信号信息，并立即执行全面分析。分析的事件(如干扰信号或瞬变信号)可能只发生一次或发生频率很低，因此一次捕获所有信息至关重要。
通过显示频率和功率随时间变化的无缝记录，RTSA可以解决许多瞬变问题，如软件定义的无线电系统上的调制切换，识别雷达传输中的游荡脉冲，及WLAN传输过程中的动态调制变化。
结语
数字RF系统正在挑战传统RF测试工具的极限，新仪器的出现，使得工程师能够发现数字RF系统中常见的意想不到的问题，选择性地触发信号，把信号捕获到存储器中。这种功能可以实现全面的时间相关多域分析，从独特的角度查看信号行为，迅速检测异常事件和畸变。
数字RF的迅猛增长，创造了一个异常复杂的技术环境。在拥挤的RF频谱中，信号必须使用随时间变化的技术，避免干扰，保证无缝操作。为改善性能和频谱效率，数字RF设备采用在不同时点之间变化的信号，包括跳频信号，迅速开和关脉冲的信号。
由于无数台设备在有限的无线频谱内部同时传送着信号，因此碰撞和干扰问题经常会发生。这会导致通信间断或拥堵。碰撞和干扰发生在商贸领域中，会阻挠客户和企业发展运行。发生在军事和政府领域中，它可能就意味着生死存亡。
为避免系统或网络因过载或干扰而停止运行的“数字悬崖”，保证这些设备不会在不希望的时间或频率发送RF能量、并能够在有干扰时正确运行至关重要。
如上所述，时间不再是RF领域中可以被忽略的东西。现代数字RF设备生成的信号具有在某个时点出现、在下一个时点消失、并随时间而变化，因此，数字RF要求测试工具能够测量当前信号随时间变化的特点。
找到杂散信号
第一个测试挑战是发现设备内部生成或是来自外部的干扰信号或杂散信号。一旦找到干扰，必须全面检定。感兴趣的信号的幅度可能会低于同一频段中的其它信号，可能会不频繁地发生，因此捕获起来非常困难。为捕获然后分析这些信号，RF工程师需要实时仪器，这些仪器要能够发现和触发间歇性事件，无缝捕获这些事件，分析代表着经过时间的累积数据。
在传统上，扫频分析仪和矢量信号分析仪(VSA)一直是RF工程师首选的测试工具，但这些仪器很难胜任数字RF技术和设备的测试工作。因为它们基本上是在一个频率范围内调试窄滤波器，生成一个频域画面，或称为一次“扫描”，因此传统扫频分析仪只能汇总不相关的RF频谱活动集合。即使是速度最快的扫频分析仪，也会漏掉许多间歇性信号或迅速变化的信号。
VSA具有捕获后分析的技术，但不能执行实时任务，如频域触发功能，然而在由不断变化的信号、简单信号和“突发”信号组成的现代数字RF领域中，这是必不可少的测试需求。由于缺少相应的工具，某些工程师不得不采用通常内部开发的离线解决方案，这些方案效率低，耗时长，非常复杂，而且成本通常很高。
新型测试工具
幸运的是，现在出现了新一代测试仪器，可以迎接这些挑战。通过时域相关的多域分析在频域、时域和调制域中实现RF信号显示，工程师第一次可以发现许多复杂的问题。这些工具能够触发和捕获瞬时事件，简便地提供信号的时间相关多域画面，明显降低了工程师调试问题的时间。
这种新型工具的代表是实时频谱分析仪(RTSA)。在这种仪器中，通过选择性触发时域和频域异常事件，把RF频率跨度的无缝时间记录采集到存储器中(图1)，工程师可以发现数字RF中常见的意想不到的问题。这种检测和捕获相关频谱事件的能力，可以更有效地进行时间相关多域(时域、频域和调制域)分析，而不需重新捕获信号。
除提供必要的动态范围、实时触发和捕获功能外，这些仪器还提供了其它功能，如频谱图画面(图2)，在许多情况下只需几分钟的时间，就可以绘制频率和幅度随时间变化的曲线。这个频谱图画面在传统功率/频率曲线中增加了第三个维度——时间，为频谱分析仪提供频域中以前的测量历史。频域、时域和调制域汇编成可视的时间相关图像，频谱图本身汇集所有内容，以三维方式直观地查看随时间变化的信号行为，这在扫频分析仪和许多矢量信号分析仪的传统频域画面中通常是看不到的。
另一种新技术是频率模板触发，用户可以同时定义仪器捕获信号信息的频率条件和幅度(功率)条件。用户可以在频域中定义一个量身定制的模板，用来触发分析仪。用户可以使用这个模板，在出现(或未出现)离散频谱事件时触发分析仪，捕获信号，把采集的数据捕获到存储器中，即便这些频谱事件发生的功率电平远远低于相邻信号。频率模板触发可在频谱中任何地方的能量上触发采集，它提供的功能和灵活性要远远高于示波器中常见的传统宽带电平触发。这种新技术特别适合频谱监测、查找干扰和搜索杂散信号。
图2:实时频谱分析仪上的频谱图画面
工程师现在可以迅速“追踪”怀疑的频率，或连续监测信号，但只能在信号变化时采集信号。长存储器使得工程师可以一次捕获所有信号信息，并立即执行全面分析。分析的事件(如干扰信号或瞬变信号)可能只发生一次或发生频率很低，因此一次捕获所有信息至关重要。
通过显示频率和功率随时间变化的无缝记录，RTSA可以解决许多瞬变问题，如软件定义的无线电系统上的调制切换，识别雷达传输中的游荡脉冲，及WLAN传输过程中的动态调制变化。
结语
数字RF系统正在挑战传统RF测试工具的极限，新仪器的出现，使得工程师能够发现数字RF系统中常见的意想不到的问题，选择性地触发信号，把信号捕获到存储器中。这种功能可以实现全面的时间相关多域分析，从独特的角度查看信号行为，迅速检测异常事件和畸变。