使用手持式频谱分析仪进行干扰测试
在类似应用中,必须在频谱分析仪的输入端安装滤波器,以便移除任何较大振幅的信号,该信号并不是测量的一部分,但是可造成分析仪下变频器过载。分析仪输入端的最大信号即使不显示在仪器的显示屏上,但它却决定着分析仪 “动态范围”的上限设置。
图 9. 测量单个宽带信号。相邻信道干扰仍然表示频谱分析仪输入端,但因采用 20 MHz 的窄频率扫宽,该干扰并未显示在显示屏上。
动态范围的低端(下限)是由频谱分析仪本底噪声来设置的。若信号幅度低于频谱分析仪的本底噪声,将不会看到信号。本底噪声是由多种因素来确定的,其中包括前置放大器增益/衰减量和 RBW 滤波器设置。安捷伦安捷伦N934xC/B HSA 的“高灵敏度”特性可自动进行设置前置放大器和衰减器。高灵敏度模式可将输入衰减器设置为 0 dB,开启 HSA 的内部前置放大器并将参考电平设置为 -50 dBm。该模式可在 [AMPTD] 菜单下找到。
图 10 显示了具有高灵敏度模式和不具有高灵敏度模式的两种测量的覆盖图。若仪器中包含前置放大器并且将输入衰减器设置为 0 dB,则分析仪的本底噪声可以改善约 20 dB。
图 10. 使用安捷伦 H934xC/B系列 HSA 测量时显示的本底噪声改进
即使没有前置放大器,分析仪的本底噪声也可通过 RBW 滤波器进行优化。安捷伦 N934xC/B HSA 中的 RBW 滤波器可根据 [BW] 菜单进行调整并使用 {RBW} 设置。用于 RBW 的自动设置通常可在仪器中提供足够的本底噪声,而且可手动减小 RBW 可进一步减小可观察到的本底噪声。
图 11 显示了 RBW 减小 10 倍时测得本底噪声的改进。对于该测量,RBW 可在 100 kHz 至 10 kHz 间手动调节,其本底噪声可改进 10 dB。在该实例中,两种情况下测得的峰值相同,这样的测试结果也与所有窄带信号(信号带宽小于RBW带宽)的测试结果相符。总之,改变本底噪声可改善测量的 SNR。
图 11. 将 RBW 设置降低 10 倍时频谱仪的本底噪声改进。针对窄带信号,SNR 可在降低 RBW 时进行改善
图 12 显示了相似的测量结果,但信号具有更广泛的带宽。若 RBW 从 100 kHz 变成 10 kHz,本底噪声可再次降低 10 dB,但是由于此时信号带宽比 RBW 宽,因此显示为 RBW 滤波器的噪声,信号幅度信号幅度也降低 10 dB。因此在测量宽带信号时不能改善SNR。
图 12. 将 RBW 设置降低 10 倍时分析仪的本底噪声改进。可见降低 RBW无法改善宽带信号的SNR
干扰测试的流程
如果系统未按预期运行,且怀疑问题的根本原因是有干扰信号进入了系统的接收机,则应使用频谱分析仪来确定操作频率信道中是否存在无线信号。
干扰测试的流程
下面是测量步骤,可用于确定干扰信号的存在和位置。
1. 报告观测到的系统性能的降低
2. 使用频谱分析仪确认无线干扰的存在
3. 通过了解环境中其他无线信号确定干扰类型
4. 使用具有定向天线的频谱分析仪来确定干扰信号的位置
5. 校正或移除干扰源
这个检测过程可能包括对信号类型的查找,包括连续传输、出现次数、载波频率、带宽,以及干扰发射机的最新物理位置。
若系统可操作全双工模式,则需对正向和反向链路频率信道进行测试。如果用户想查看系统接收机收到的信号和干扰,应将频谱分析仪放置于同样的接收路径或直接与系统天线相连。
图 13 显示了无线系统(已将频谱分析仪连接至位于天线和收发信机间的定向耦合器)的方框图。许多无线系统(包括蜂窝基站和雷达基站)中连接收发信机和系统天线的电缆上都安装了定向耦合器。如图 13 所示,部分定向耦合器具有两个采样点,可用于监测收发信机或到达接收机的信号。频谱分析仪与耦合器连接后,可在正常系统操作过程中观察到信号和干扰。
图 13. 图(A)为用于测量无线干扰的频谱分析仪配置中使用定向耦合器,图(B)为直接与天线相连
针对在收发信机和天线间未接入无线电的情况,频谱分析仪可直接与系统天线相连,或如图 13B 所示分析仪位于发射机附近区域的情况,可将其连至外部天线。在检测过程中,全向天线是最佳选择,以便可从周围环境中测量到来自所用方向的信号。全向型天线包括rubber-ducky和拉杆天线。
条件允许的话,关闭系统发射机,使用前述方法设置频谱仪的的最低本底噪声来测量带内和同信道干扰。在本案例中,假设任何带外和相邻信道发射机发射的信号不会让频谱分析仪的前端产生过载。
捕获间歇信号
间歇信号往往很难测量。无线电性能偶尔受到干扰,似乎是随时发生。对于脉冲或
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