A spektrumanalizátorok régóta ismertek, de újabb igényként jelentkezik a valós idejű megfigyelés. Ennek elérésére fel kellett adni a hagyományos mérési elvet, de szerencsére segítségül jött a digitális mintavételezés technológiája. Erre építette a Tektronix új, valós idejű spektrumanalizátorait

A Tektronix hosszú ideje, mintegy 10 éve fejleszti és bocsátja a felhasználók rendelkezésére valós idejű spektrumanalizátorait. Ezzel az ígéretes technikával már korábban is foglalkoztak, de a lényegi áttöréshez kellett a technológia fejlődése, az alkalmazott áramkörök, a processzorok sebességének lényeges emelkedése az igények, elvárások növekedése mellett.
A hagyományos spektrumanalizátorok ugyanis általában pásztázó, szuperheterodin elven működnek, vagyis az átfogott frekvenciasáv egyik végétől a másikig haladva, „pásztázva” mérik és jelenítik meg az adott frekvenciájú jelösszetevő amplitúdóját. Ez azt jelenti, hogy a működés elvéből következően minden időpillanatban mindig csak egy frekvencia-összetevőhöz tartozó amplitúdót képesek meghatározni, megjeleníteni. A befogott frekvenciatartomány teljes átfogásához idő kell. Ez a műszaki megközelítés tehát akkor megfelelő, ha a vizsgált jel viszonylag stabil, spektruma az időben nem változik. Ha bármilyen változás következik be és ez a módusolás olyan frekvencián jelentkezik, amely egy adott időpillanatban éppen nem látható a spektrumanalizátor számára, akkor az nyilvánvalóan észrevétlen marad a mérés szempontjából.
A műszaki fejlődéssel azonban a spektrumanalízissel kapcsolatos követelmények is változtak, például azért, mert a modulációs technikák is egyre bonyolultabbak lettek. A vezetéknélküli hírközlés – amely egykor az egyszerű, folyamatos amplitúdó- és frekvenciamodulációs technikákat alkalmazta – ma már a sokkal bonyolultabb, az információt az idő-, frekvencia- és kód tartományban szétterítő modulációs technikákat alkalmazza. Az ilyen jelek – mint például WLAN, DVB-T, RFID, 3G, 2G – analízisére viszont már nem kielégítő egy átlagos pásztázó spektrumanalizátor.
Ahhoz, hogy az időben változó spektrumot elemezni tudjuk, minden egyes időpillanatban minden egyes frekvenciát „látnunk” kell a befogott sávban. A Tektronix azért fejlesztette ki a valós idejű spektrumanalizátorokat, hogy ezek segítségével megbirkózhassunk az időben dinamikusan változó, illetve tranziens jellegű rádiófrekvenciás jelek befogásával, megjelenítésével és analízisével. Az elmúlt években bejelentett WCA és RSA sorozatú spektrumanalizátorok a hagyományos műszerekkel ellentétben nem a befogott frekvenciasávot pásztázzák végig, hanem a bejövőjelet digitalizálják, és egymás után következő pontokból álló keretekre bontják, ezeket a kereteket blokkokba csoportosítják, és azokon FFT-műveletet, gyors Fourier-transzformációt hajtanak végre. Ilyen módon határozzák meg, „számítják ki” az egyes keretekhez, illetve az általuk reprezentált bemenőjel-szakaszokhoz tartozó spektrumot.
Most a technika fejlődése egy újabb lépést tett lehetővé: a hordozható, valós idejű kézi spektrumanalizátorok bejelentését.
Az SA2600 típusú, valós idejű spektrumanalizátort kifejezetten terepen történő használatra, általános spektrummérésekre tervezték. Ezt nemcsak kis mérete (255x330x125 mm ) és csekély tömege (5,6 kg) bizonyítja, hanem mechanikai kivitele is. Rendkívül erős magnéziumötvözetből készült házát gumiborítás is védi, és érintőképernyő biztosítja a könnyű kezelhetőséget.
Frekvencialefedése 10 kHz-től 6,2 GHz-ig terjed előerősítő nélkül, és 10 MHz-től 6,2 GHz-ig bekapcsolt előerősítő mellett. Felbontási sávszélessége 10 Hz-től 3 MHz-ig változtatható manuális beállításnál, és 10 Hz-től 1 MHz-ig változik automatikus üzemmódban. Rendkívül alacsony szintű jelek is mérhetők az analizátorral, hiszen átlagos zajszintje a 10 Hz … 2 GHz tartományban 10 Hz felbontási sávszélesség mellett csupán –153 dB. A maximális bemenőteljesítmény, amely mellett a specifikációkat teljesíti, +20 dBm, és károsodás nélkül túlél 50 W bemenőteljesítményt is a 3,2 GHz alatti sávban, illetve 15 W-ot a 3,2 … 6,2 GHz közötti sávban.
Ezt a műszert is ellátták a valós idejű asztali spektrumanalizátorokban bevezetett, szabadalommal védett DPX™ megjelenítési technológiával. Ez lehetővé teszi a tranziens események valós idejű megjelenítését és analizálását, hiszen intuitív módon jeleníti meg a befogott spektrumot, színben kódolva egy adott frekvencia és jelszint előfordulásának gyakoriságát. Másodpercenként 2500 mérést és képfrissítést végez az aktuális átfogástól függetlenül, és az 500 ms-nál rövidebb tranzienseket 100% biztonsággal befogja, megjeleníti.
A rádiófrekvenciás spektrum vizsgálatához hozzátartozik a megjelenő új, nagy intenzitású és az alacsony szintű jelek analizálása is, különösen, ha ezek más jelek közelében bukkannak fel. Különösen érdekesek azok a jelek, amelyek tegnap még nem voltak az adott helyen, de mára megjelentek. E problémák vizsgálatát támogatja például a referencia eltárolásának lehetősége: az eltárolt referenciától való eltérés könnyen felismerhetők. Az SA2600 segítségével könnyen azonosíthatóak az olyan jelek is, amelyek gyengék, időben multiplexáltak, frekvenciaugrásosak vagy szándékosan véletlenszerűek. Az FFT-n alapuló spektrumanalízis előnye, hogy a jel valós alakját akkor is megnézhetjük, ha az egy frekvenciacsomag: a korábban befogott jelből automatikusan maszk kreálható, amennyiben a befogott jel spektruma ezt megsérti, akkor automatikusan rögzül, és így utólag is megvizsgálható.
A megfigyelt spektrum spektrogramon is megjeleníthető. Ilyenkor a befogott frekvenciatartomány az x tengelyen, az idő az y tengelyen jelenik meg, míg a frekvencia-összetevők amplitúdóját, a felénk mutató z tengelyen mért intenzitását színnel kódolva ábrázolja a spektrumanalizátor. Az y tengelyen mért idő természetesen folyamatosan változik, így az analizátor folyamatos működése esetén a spektrogram fordított vízeséshez hasonlatosan mozog lentről fölfelé. Ha megállítjuk a jelbefogást és így a spektrogramot, akkor az időtengelyen visszafelé haladva láthatjuk a spektrum alakulását.
A spektrumon a megfigyelésen felül természetesen különböző méréseket is végezhetünk. A térerőn, az elfoglalt sávszélességen és a csatornateljesítményen kívül demodulálhatjuk is a befogott jelet.
A műszer beépített GPS-sel is rendelkezik. Ennek célja a terepen történő munka, a zavaró jelforrások felderítésének támogatása. Több formátumban is importálhatunk térképeket, amelyeken azután a jelerősség automatikusan tárolható az adott mérési ponthoz kapcsolva, míg a legerősebb jel irányát a kezelő adhatja meg iránymutató nyilakkal. Ez a funkció épületen belül is használható a különleges „tap-and-walk-and-tap” funkció segítségével.
A hordozhatóság szempontjából fontos a hálózattól független működési idő is. Ha egy opcionális második akkumulátort is alkalmazunk a műszerben – hiszen két akkumulátornak van helye –, akkor 5 óra fölé nő a folyamatos működés ideje. Miután az akkumulátorok egyesével üzem közben is cserélhetőek, a működés idejét csak a feltöltött akkumulátorok száma korlátozza.
Az SA2600 általános spektrumanalizátor mellett bejelentésre került a H600 „RFHawk Signal Hunter” elnevezésű, valós idejű spektrumanalizátor is. Külső megjelenése, specifikációja és funkcióinak nagy része megegyezik a már ismertetett típussal, ezt a műszert azonban a jelek befogásán felül azok azonosítására is optimalizálták. Különbség, hogy a specifikáció erősebb hardvert jelez: a DPX™ már 10 000 jelbefogást végez másodpercenként és így már a 125 µs-os tranziensek is teljes biztonsággal befoghatóak.
A műszer tehát mindazokkal a funkciókkal rendelkezik, amelyekkel az SA2600, kiegészítő szolgáltatása a befogott jelek azonosítása, amelyet egy szakértői rendszer támogat. A befogott spektrumon belül kijelölhetjük azokat a régiókat, amelyek számunkra érdekesnek tűnnek. A spektrumprofil maszk segítséget nyújt az így kijelölt, befogott jelek jellemzőinek közelítő meghatározásához, míg az SCD – spektrális korrelációsűrűség – mérés mélyebb elemzést ad, összehasonlítva a mért jellemzőket a szabványos kommunikációs jelek paramétereivel. Az azonosítás így gyorsan és nagy biztonsággal, automatikusan történik, még rossz vételi körülmények között is. A H600 így lehetővé teszi a zavaró jelek felfedezését, beazonosítását és a zavarforrás helyének meghatározását is.

További információért klikkeljen ide!