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使用混合域示波器进行雷达分析

时间:08-07 来源:mwrf 点击:

强大详细的分析能力,因此这两种工具在RF工具台上实际发挥着不同的作用。下面的实例在示波器上运行SignalVu,分析连续脉冲参数,显示最多10,000 个脉冲中这些参数的直方图,并显示了线性调频的脉冲响应频谱。

图4. 高带宽示波器上的SignalVu-对雷达信号进行大量的单通道分析。

与运行SignalVu的示波器进行的分析相比,MDO4000混合域示波器完成的是一个分析子集,但这是一个重要的子集,通常涵盖基本需求,同时增加多通道时间相关功能。

图5. 泰克MDO4104-6 混合域示波器 

在下面的画面中,我们得到多条曲线。从上面开始,首先是中心频率为4GHz、线性调频带宽为500 MHz 的雷达信号的幅度随时间的变化。这与传统频谱分析仪上的"零跨度"(Zero Span)类似,但没有任何一台频谱分析仪能够实现500MHz 零跨度显示。它标为"A",表示"幅度随时间变化"。它下面的曲线标为"f",表示" 频率随时间变化"。它显示了脉冲期间的频率偏差。这条曲线有的地方是空白的,因为我们在脉冲没有启动时静噪了频率画面。

这个信号下面是发送脉冲触发信号(通道1),然后是脉冲期间有效的数字门信号(通道2),然后是返回脉冲的接收触发信号(通道3),然后是所有数字门的系统时钟信号(通道4)。为节约空间,没有显示这些曲线,但可以把16 条额外的数字通道分配给系统中多个门信号。

我们触发了RF突发(参见右下角-9dBm 处的RF触发),进行了一系列自动测量。包括:测量了雷达的上升时间(4.957us)、脉宽(31.35us)、占空比(18.8%)和PRF(5.99kHz)。还测量了从TX 触发上升沿到包络开始的延迟(15.15us),以及从RF 脉冲下降沿到接收门上升沿的延迟(7.773us)。另外我们还在频率随时间变化上进行了峰峰值测量,显示线性调频的504MHz频率偏差。最后,测量了系统时钟,运行频率为120MHz。

另外注意,在触发RF 突发的上升沿时,MDO4000混合域示波器还触发其它脉冲特性。可以把示波器设置成触发窄脉冲、宽脉冲、欠幅脉冲(没有达到全部幅度的脉冲)、甚至漏掉的脉冲。甚至还可以把示波器的触发设置为RF 突发脉冲存在,但On-Gate 信号没有存在时触发(可以使用"逻辑"触发)。普通示波器或频谱分析仪是不能触发所有这些条件的。

下面我们将显示相同的数据,但我们把屏幕分开,也显示脉冲的RF频谱。大家可以看到,第二个脉冲下面的橙色条指明了我们在哪里进行FFT。为了更好地查看线性调频雷达的FFT,您需要把窗口函数设置成Rectangular,因为Kaiser在频域中看上去就象一串尖峰。通过这一画面,我们可以使用手动标记,测量占用带宽。从4.235到3.735,我们得到500MHz。我们还可以移动频谱分析窗口,显示脉冲关闭时间,查看脉冲没有活动时的频谱外观。

只有MDO4000混合域示波器能够同时捕获高频RF信号和较慢的门控制信号,并且在时间轴将它们互相关连起来。假设我们要分析4GHz的窄带雷达。频谱分析仪可以进行大量的分析,但不能采集其它相关信号,如数字门信号。实时示波器可以采集RF信号和其它信号,但捕获深度有限,并且平均噪声电平、动态范围、谐波杂讯等指标都要比一般的频谱仪或混合域示波器要差。如果实时示波器以50GS/s数字化,并标配10M点存储器,那么它只能捕获200us 的数据。即使在最大存储容量时,它仍只能捕获5ms的RF数据。如果降低采样率,我们可以捕获更多的时间,但采样率不够高来获得RF数据。我们怎样才能同时查看4GHz RF 信号和100MHz 时钟信号呢?

尽管MDO4104-6实现了RF信号、模拟信号和数字信号的时间相关,但模数转换器都是独立与示波器的。因此在RF通道捕获4GHz脉冲信号的同时(1GB 的独立RF存储能够记录最多75ms的RF时域数据),模拟通道此时仍可以以500MS/s速度运行,只需20M的存储深度就可以记录同样时间长度的时钟信号其后就可以进行频域与时域的混合域分析。

混合域示波器是一种全新的仪器类别。当然,在雷达分析中,它们不会代替频谱分析仪或传统数字示波器。MDO4000混合域示波器这种工具以较小的尺寸/较低的价位把部分关键功能叠加在一起,同时增加了任何其它平台上没有提供的创新功能:
1. 业界首创:内置频谱分析仪的新一代示波器
2. 业界首创:在任何时间点上查看模拟、数字、总线与射频信号并其关连
3. 业界首创:频谱时间
4. 业界首创:保证1GHz 以上的实时频谱捕获带宽
5. 业界首创:跨域与射频触发
6. 业界首创:11 个自动峰值测量光标
7. 业界首创:频率、幅度与相位随时间的变化轨迹
8. 业界首创:RF 探头、电流、电压、差分探头的适配器 

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