实时频谱仪在射频微波干扰分析中的应用

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实时频谱仪在射频微波干扰分析中的应用 [复制链接]

随着以4G和5G为代表的蜂窝无线通信技术的在全球的普及和推进，以及各种专业领域的通信技术的蓬勃发展，弥漫在空间中的各种制式各种频段的无线信号越来越多，例如卫星通信系统，微波中继通信，公共安全对讲通讯系统，铁路控制和通讯系统，广播电视，智能电网，无线局域网，以及军用的雷达和电子战系统。

 

各种各样的无线通信，在同一个空间同时部署，虽然可以通过频段划分，时间划分，甚至编码划分的方式相互阻隔，但还是会由于器件损坏，设计的瑕疵等原因造成相互干扰。

实际干扰的例子1

不同的通信应用之间干扰

上图所示的是用于美国的695 ~ 806 MHz的频率分配情况，可以看到频段的划分非常拥挤。在110MHz的频率范围内，划分了18个频段，用于多个通信应用。

“ATT UL”，“ATT  DL ”，“VZW UP”，”VZW DL“ 分别指美国电信运营商AT&T的LTE上行和下行信道，以及Verizon的上行和下行信道。可以看到ATT DL 和VZW DL的使用频段非常接近，很容易造成相互干扰。PSB（公共安全宽带）和PSNB（窄带）的频段也是相邻使用，容易干扰。同时美国有线电视的频道52到69也工作在这个频率范围，虽然是有线电视线路，在出现线路损坏的情况下，辐射出来的信号也会干扰到对应频段的LTE信道。

实际案例

 

 

 

上图中可以看到损坏的有线电视放大器辐射出来的信号达到了-75 dBm, 就很容易对周围的蜂窝通信网络造成干扰。

 

实际干扰的例子2

同一通信系统内部干扰

在同样一卫星通信系统中，紫色的F1信号，对于极化方向一致的非目标地面站会构成同频干扰。黑色的F2信号会对目标地面站，构成邻道干扰。绿色的F1会构成交叉极化干扰。

 

干扰类型分析

 

干扰类型

同频干扰

>>> 同频干扰

• 摸拟信号：信号在同一频点

• 数字信号：在同一频点，时隙相对同步

>>> 对系统的影响：信噪比恶化

>>> 解决方案：

• 网络内部方案：重新调整频率复用，基站频率重新配置，天线倾斜角调整。

• 外部干扰：关闭发射机，或降低发射功率以便干扰源定位

 

干扰类型

邻道干扰

>>> 邻道干扰

• 摸拟信号：射频信道太靠近，滤波器无法邻道信号的杂散能量

• 数字信号：邻频， 时域相对同步

>>> 对系统的影响：信噪比下降

>>> 解决方案：

• 网络内部方案：重新调整频率复用，基站频率重新配置，天线倾斜角调整。

• 外部干扰：使用频谱分析仪对干扰源定位，加滤波器，以及频率协调

 

基于FieldFox的

高达50GHz的实时频谱分析仪（RTSA）

应用实时频谱分析仪来应对新的干扰测试的挑战，可以用于辨别一些传统频谱仪难以测试的信号：

• 间歇射频信号

• 低功率间歇信号

• 多个信号隐蔽在同频宽带大信号内

• 脉冲信号

• 无线网络优化

 

实时频谱分析应用

 

对4G LTE下行信道干扰：藏在宽带信号里的窄带信号

对于一个隐藏在LTE宽带信号的干扰信号，左图是用传统频谱分析仪的测试结果，而右图是用RTSA的测试结果。对比就可以发现窄带信号处于宽带信号的频段内，传统频谱仪很难把它分辨出来，而RTSA的信号密度显示可以很容易地观察到它。

 

识别同一频段内的不同信号

雷达信号特性分析

实时频谱分析的突出优点

• 提供100% POI 对信号进行扑捉

• 唯一可对瞬态和动态信号进行实时分析

• IQ传输流

• 对射频脉冲信号分析的理想工具

 

 

实时频谱分析的数据处理过程

通过交叠FFT的方法来极大增加信号截获的概率。

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学习研究一下，多谢