频谱监测及瞬态信号捕获技术

IEEE-1394 (火线) 连接计算机到 VXI硬件
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测量速度的突破
频率跨度(span)
实例
• 1 GHz Span • 2 kHz RBW
考虑任意2个
扫描频谱分析仪 5 minutes
分析仪将受到
分辨带宽
第三个限制
• 区分两个信号的能力 • 区分信号和噪声的能力
E3238S • 250 mSec
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N6820E的主要应用
应用1 – 军事领域
组建军用通信信号和雷达信号的监测及性能评估系统
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N6820E的主要应用
应用2 –国家安全与防御
• 信号形式和方式多样 • 大量的民用、军用频率 • 高风险的冲突区域 • 敏感区域
组建信号监测系统，用于敌对势力的无线信号 的监测、记录与分析
扫描时间
• 测量瞬态信号的能力 • 在合理的时间内完成任
务的能力
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结构的选择…取决于任务
模拟 IF或
模拟 IF
数字IF 数字IF (FFT)
“数字化” 侦测系 统优化POI.
扫描调谐分析仪 (频谱分析仪)
模拟测量时间 40 分钟
窄带 Rx IF BW ~ SOI Channel BW
信号报警
满足要求的设备 寻找已知信号
• 在频谱上探测信号 • 自动记录满足要求的信号 • 自动产生搜索数据库，对关键信息执行实时搜索
特殊的信号算法
确认感兴趣的信 号
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目前信号侦测的手段
• 搜索系统分为两类:
模拟 – 扫描频谱仪、接收机 (模拟 IF)（逐渐被淘汰，仍然在使 用） 数字 – RF下变频模块 + ADC + DSP（目前主要的仪器设备）
频谱监测及瞬态信号捕获技术
E3238S/N6820E 侦测系统
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内容:
概述 硬件结构的突破 信号侦测的工具 系统集成与配置 应用
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信号监测的对象（军事领域）
陆、海、空各军兵种使用的地面、车载、舰载、机载以及星 载的无线电通信及雷达发射台（站）。
• 目前搜索系统存在的问题:
• 宽的搜索范围 高 span
• 高分辨率
低RBW
• 快速二次搜索 最小时间
评估指标：截获概率 (POI) POI ：搜索系统能够检测到感兴趣的信号(SOI)的概率
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现代信号分析仪（SAD)
时域、频域、调制域 测量速度快 测量精度高 测量功能齐全 大动态范围
低速, 单信道测量接收机
数字测量时间 30秒
典型的 HF 频率的情况:
•12 MHz span •60 Hz resolution
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窄带或r 宽带
数字处理
宽带 Rx IF BW >> SOI channel BW
宽带,多信道信号侦 测系统
数字测量时间 684 毫秒
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RF 1扫00描. 速度 vs. 分辨率 (E3238S)
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信号侦测的过程
侦测 寻找新的信号
• 在频谱上探测新的信号 • 使用不同的工具将信号分类 • 自动生成结果文件
全部的电磁谱能量
检测能量
能量报警
宽带硬件前端 信号侦测应用
收集 寻找感兴趣的信号(SOI)
• 在频谱上探测新的能量（新的信号） • 自动记录满足参数定义的信号 • 事后处理信号
信号处理 数字接收机或挂断接收机
困难： • 拥挤的频谱，电磁谱环境不可控。
1,000s 10,000s 100,000s 个发射机(可能只有2个或3个是SOI) • SOI未知频率,幅度和发射的时间 • 复杂的调制方式和分址技术导致很难得到稳定的频谱 • 短的持续信号（burst信号、瞬态信号）很难用频谱仪定位
解决途径: • 技术:最大概率捕获信号、识别信号
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N6820E的主要应用
应用3 – 电子情报系统
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信号监测的对象（民用领域）
广播、电视、寻呼、对讲机、导航、移动通信、无线调度系 统、数据传输系统、卫星以及无线电爱好者等的发射台（站 ）。
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N6820E的主要应用
应用4 –国家频谱管理
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N6820E的主要应用
应用5 –通信卫星的监测
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N6820E的主要应用
应用6 –飞机通信系统质量的EMC监测
• 10-12 天线 • 没有屏蔽室可用 • 使用频谱仪不满足要求 •PSA与N6820E结合提高测量频 率范围
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信号侦测的要求
任务: 1. 测定RF频谱中感兴趣的信号（SOI） 2. 收集信号的信息 (信号特征如频率、功率、携带的信息、出现来自百度文库时间等) 3. 发射机定位/或关闭干扰信号
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N6820E信号侦察与监测系统
Infiniium Scope +89601
89650S
超宽带矢量信号分析仪
89600 VSA 宽带矢量信号分析仪
PSA+89601 高性能矢量信号分析仪 PSA 高性能频谱分析仪
MXA+89601 中档的矢量信号分析仪 MXA 中档的频谱分析仪
N9340A 手持式频谱分析仪
Sweep Speed (GHz/ Sec)
10. 1. 0.1 0.01
实例: 1GHz Span 2 kHz RBW (500,000 点!)
E3238S 快1000倍!
4 GHz/Sec Or 250
mSec/GHz
5 Minutes
1,000.
100.
10.
1.
0.1
Resolution (RBW kHz)
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E3238S/N6820E 信号侦测系统
概述 硬件结构的突破 信号侦测的工具 系统集成与配置 应用
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E3238S/N6820E 信号侦察与监测系统
• 优化空中信号侦察和监测 • 每秒测量几十万个频率点,识别感兴趣的信号,根
据警报条件采取行动
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N6820E的结构 高速采样
高速数据传输
高速数据处
理
（多
DSP技术）
射频前端 数字下变频
应用软件
窄带多通道 （96通道）
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N6820E的结构
E2730B 调谐器 (2.7 GHz) or
E2731B 调谐器 (6.0 GHz)
E1439D ADC E9821A 信号处理器