射频信号发展趋势
随着射频应用范围越来越广泛,新的无线技术标准不断涌现,用户需要测试设备及测试手段来覆盖这些新的标准和技术。
随着射频信号的发展,信号分析展现出三种形式:SA、VSA、RTSA。在60年代,测试需求还没有覆盖到宽带等产品,只集中在军用或简单的民用,SA提供一个尽可能宽的窄频测试范围,尽可能大的动态测试范围的功能。到90年代以GSM为代表的数字通讯迅猛发展,当时很多厂商提供了新型测试手段VSA。VSA专门针对信号矢量特性分析的,这是数字调制信号进行解析必须的工作。直至今天,这两种测试的需求仍然没有减少的趋势,但同时射频信号还在继续发展,意味着新的测试方法不仅要求覆盖SA、VSA,同时要对新的信号发展特点予以覆盖。目前的射频信号至少具备两个明显的特点,第一具有明显的时变特性,都具有瞬态的特点;第二调制方式越来越复杂,以前信号分析中只需做模拟解调或数字解调,现在要覆盖基于通讯标准的测试调制方法解析。所以用户需要新的工具,要求不仅具备射频特性和通用解调信号分析,还要对新的瞬态特性进行分析,RTSA就应运而生了。
图1是实时频谱仪的测试结构,它针对瞬态信号和复杂信号的新型分析,覆盖前两类信号分析方式,又具备新的测试功能。
图1 实时频谱仪结构图(略)
实时频谱仪的特点
传统扫描式频谱仪是只能看到一个时刻信号的幅度和它的函数关系,如果是实时频谱仪,没有扫变过程,对任何瞬态的信号都可以接收到。几乎所有无线宽带技术所涉及的器件、系统等,信号在物理层都具备这两个特点:瞬态和复杂调制。
实时频谱仪之所以擅长两类特点的信号分析,是源于其本身内部的特点。第一,就是Trigger,触发。频谱仪有非常丰富的触发功能可对特定的信号进行瞬时触发,特别泰克拥有专利频率模板触发。如果第一时间在规定区域出现一个非法信号,就可以把这个信号触发先储存在仪器里面,之后再把这信号取出来去从容的分析。
第二个特点是Capture,无缝捕获。信号通过FFT变换,时域上连续,任何瞬态信息在频率当中如果提供一个窗口,就可以看到这个信号射频线发生哪些变化。
第三,Analysis,分析。找到非法信号不是目的,最关键要分析它。任何射频信号要分析,都要分析它的频率特性,时域特性和调制域特性。如果是复杂的调制信号,还需要除了频率域以外的调制域信息和时域信息。在物理层做研发调试的时候,物理层参数必须在三个域中用相同仪器去看,泰克可以帮助提供频谱仪的参数,一次性在一个屏幕上看到信号。在看到它频谱的同时,还可看到这个时刻的频谱对于时域中功率和时间的关系,或者相应时间段频率变化相对时间的关系。面对WLAN的测试要求、ZigBee的测试要求,这些测试参数非常必要的。
WLAN自动测试
TCA三个特点适用WLAN的测试。泰克仪器可以支持国际上标准中认可的802.11a/b/g,是一个测试软件包,所有调制方式、码速率都是自动识别的。可以测试频谱仪擅长的频率、调制、调制精度、编码特性等等。
RFID自动测试
这是一个短距离低功率低速率无线传输的技术,通过简单读写器和应答器的通话,把应答器标签上携带的信息有效存储和读写下来,是典型的射频传输方式。传输中涉及两类信号,一个是询问器发给应答器的信号,另一个是应答器返回的信号,目前,国内有20多家厂商都开始致力于RFID的产品开发和集成。RFID信号是非常标准的瞬态信号,而且是复杂信号,所以适合用实时频谱仪来做测试方案。
Zigbee自动测试
泰克除了WLAN自动测试、RFID自动测试,还推出ZigBee自动测试。图2是按照数据的速率为横坐标,本身产品技术难易程度为纵坐标的各无线标准比较图。
图2 (略)
ZigBee在各个地区发展有细微的区别,但不管有什么区别,按通用测试方案都有能力覆盖它,测试设备做的时候必须有一定的延伸性,去了解标准之间细微的差别。
结论
泰克实时频谱仪解决方案不是针对传统信号,而是针对新的无线领域信号。这样的信号包括在所有主题信号范围之内,如蓝牙、ZigBee、WLAN等。泰克实时频谱仪具有模板触发功能、无缝捕获的功能及分析功能,并可在多域实时相关的数字分析,共同构成信号分析测试方案。
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