航空航天和国防应用中的射频干扰信号流化、分析与回放

0 秒至 500 秒时段可知信号为 802.11b Wi-Fi 传输信号。此外，Spectro-X 的搜索工具发现其余三个包含大量活动的时段: 50 秒至 140 秒、230 秒至 350 秒和 510 秒至540 秒。频域分析提供以下信息:
● 时段 1: 约 50 秒至 140 秒，共包括137000 个载波信号。
● 时段 2: 在一台 IEEE 802.11g 发射机运行的约 230 秒至 350 秒之间，概图清晰显示存在未知信号。未知信号持续约五秒时间。
● 时段 3: 约 510 秒至 540 秒，有 20000个任意载波信号。

图 4. 在频谱图 (上图) 中, 疑似干扰信号侵入了有序载波信号。

如图 4 所示，关注时段 2 频谱图和持续频谱格式的视图。频谱图 (上图) 显示，有序载波信号频谱中插入了两个猝发干扰。

Spectro-X 的"标准搜索"功能可用于识别有序载波 (本例中载波确认为 802.11g 信号)。如图 5 所示，搜索参数包括置信限制 (本例中设为 40%)、可选标准类型 (此处设为802.11a/g) 以及关注的捕获数据时间范围 (设为 250 秒至 300 秒)。

置信限制可以帮助确定与理想无线标准相似的信号。置信值与理想无线标准信号有关，用于定义参考信号和捕获信号之间需要的关联度。该数值小于 100%，可以反映干扰信号影响目标信号的严重程度。

在本例中，搜索发现了超过 92000个与 802.11g 参考信号相似的信号。

同预期一致，出现严重衰减的区域正是出现干扰信号的区域: 如图6 所示，关联度从 80% 以上降至 50%以下。

图 5. 利用"标准搜索"对话框选择参数, 例如可选无线
标准和需要的关联度

图 6. 搜索结果概览显示高置信度和低置信度区域

使用频谱图显示查看所有关联度较低的区域 (图 7)，这样可以准确找到干扰信号出现的五秒时段。
接下来，我们将相关的 I/Q 数据导出到 89600 VSA 软件进行详细分析。在干扰信号出现之前，多项关键指标显示调制质量良好 (参见图8)。干扰信号对调制质量产生了重大影响: 干扰信号对传输的干扰完全扰乱了信号导频和净荷载波 (图 9)。

案例背景

上述案例发生在一个网吧中。案例中的无意干扰来自一台微波炉:员工每次加热油酥饼或三明治时，它就会破坏 Wi-Fi 连通性。尽管本例是一个相对简单的情景，但建议的步骤适用于其他包含干扰的情景: 例如无线通信、遥测链路、飞行区间运行、信号情报(SIGINT)、信号互操作性等。该流程也适用于三种最常见的使用情景: 记录威胁并在实验室回放、在实验室记录并在实验室回放、在实验室创建并在现场回放。

图 7. Spectro-X 60-μs (从顶部至底部) 的频谱图显示干扰扰乱了
802.11g 信号的参考序列 (3-11 μs) 和净荷 (11 μs 及以上)。

图 8.干扰信号出现之前: OFDM 星座图 (左上角)、EVM 图 (右上角) 和
频谱图 (左下角) 均显示正常。

图 9. 干扰信号出现后: OFDM 星座图 (左上角)完全散乱, EVM 图
(右上角) 出现异常, 频谱图 (左下角) 出现大的尖峰。

结论

各类干扰都可能影响关键国防系统。拥有射频诊断工具对设计人员至关重要，这可以帮助他们发现电磁频谱中的真实情况。为了开发成功的干扰抑制战略和解决方案，提取有用的射频诊断信息是第一步。

如前所述，安捷伦和 X-COM 通力合作，推出了性能出众的测量与分析系统，可以确保在广泛频率范围和长时间无间隙数据捕获中保持高信号保真度。捕获信号后，我们可以搜索信号以寻找特定干扰类型，并展开详细分析。我们还可以应用软件处理信号，以仿真其他干扰情景。此外，重新播放完整的干扰记录可用于仿真电磁环境 (EME) 和测试互操作性。

相关文献

● 手册: X 系列信号分析，5990-7998EN
● 手册: PXA X 系列信号分析仪 N9030A ，5990-3951EN
● 手册: 89600 VSA 软件，5990-6553EN
● 解决方案手册: 射频干扰故障诊断，5990-9511EN
● 解决方案手册: 射频干扰分析，5990-9243EN
● 解决方案手册: 频谱管理解决方案，5990-9089EN
● 应用指南: 捕获持续时间长或数据量大的事件，5990-7734EN
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