RSA5000實時頻譜分析儀在無線收發(fā)系統(tǒng)測試方案
相對于有線通信來說，無線通信有著無需傳播介質(zhì)、無需布線、成本低廉、適應(yīng)能力強等優(yōu)點。因此無線收發(fā)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代社會中，包括物聯(lián)網(wǎng)、無線通信設(shè)備、遙控器、智能家居、工業(yè)自動化、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。它們?yōu)槿藗兲峁┝烁颖憬荨㈧`活的通信方式，促進(jìn)了信息交流和設(shè)備之間的互聯(lián)互通。
本次客戶需要對待測物進(jìn)行無線收發(fā)系統(tǒng)測試，基于客戶測試場景與實際測試需求，普源精電提供了相應(yīng)的測試解決方案。
客戶案例
無線收發(fā)系統(tǒng)測試
為確保無線系統(tǒng)在信息發(fā)射、傳輸以及接收的環(huán)節(jié)中不出錯，就需要進(jìn)行無線收發(fā)系統(tǒng)測試，主要包含三部分：
1.無線信號發(fā)射測試，是對設(shè)備發(fā)射的無線信號質(zhì)量進(jìn)行測試和評估的過程。
2.無線信號接收測試，是對無線設(shè)備接收信號能力進(jìn)行測試和評估的過程。
3.天線測試，如下圖所示：
▲無線收發(fā)測試
測試挑戰(zhàn)：
1.無線傳輸中調(diào)制是必不可少的一環(huán)，但不同的產(chǎn)品、不同環(huán)境及不同應(yīng)用所涉及的調(diào)制也五花八門。例如模擬調(diào)制AM、FM多用于無線廣播電臺；簡單的數(shù)字調(diào)制ASK、FSK多用于遙控器、遙控鑰匙、ETC、停車收費系統(tǒng)、門禁、無線抄表等應(yīng)用中；除此之外還有較復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制，如QAM、QPSK、4FSKD等等，此類復(fù)雜調(diào)制多用于有標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議中，如手機(jī)通信、Zigbee、藍(lán)牙、WIFI等等。
2.復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制多數(shù)是瞬時信號，間歇性發(fā)射，信號活躍時間短，而普通掃頻式頻譜儀無法完整捕獲信號。
3.大多數(shù)的復(fù)雜調(diào)制有自己特有的協(xié)議方式，例如Zigbee、WIFI等，常規(guī)的IQ調(diào)制無法模擬這個信號。
解決方案
無線收發(fā)系統(tǒng)測試
發(fā)射測試
發(fā)射測試主要包含頻率、功率、解調(diào)等測試，所以常用頻譜儀來測試。和常用的模擬和掃頻頻譜儀相比，RIGOL的RSA系列實時頻譜儀在9KHz~6.5GHz頻率范圍內(nèi)能很好地滿足發(fā)射測試中的應(yīng)用需求。
▲掃頻模式和實時模式測試對比
通過對比可以看到，RIGOL實時頻譜儀POI時間7.45μs，可以很好的捕獲無線測試瞬時信號，顯示還原信號最真實的頻率分布譜線，同時頻譜儀包含高級測量功能，可以快速測試時域功率、鄰道功率、多通道功率、占用帶寬、發(fā)射帶寬、載噪比等參數(shù)，滿足無線信號的多種專用參數(shù)測試需求。
▲RIGOL頻譜儀掃頻、實時和高級測量功能
同時，RIGOL實時頻譜儀還包含ADM解調(diào)功能和VSA信號分析功能：
?ADM解調(diào)功能，能解調(diào)分析AM、FM、PM信號的調(diào)制參數(shù)，通過對解調(diào)參數(shù)的分析，能更好的判斷發(fā)射設(shè)備的性能。
?VSA信號分析功能，能解調(diào)分析常見的IQ調(diào)制信號，包括ASK、FSK、PSK、QAM信號，這樣就能對一些復(fù)雜數(shù)字調(diào)制信號進(jìn)行分析，觀察信號的星座圖，眼圖等參數(shù)，測試解調(diào)數(shù)據(jù)以及EVM。
接收測試
接收靈敏度測試是無線系統(tǒng)中測試技術(shù)最復(fù)雜的部分。業(yè)內(nèi)往往使用誤碼儀直接測試，但是誤碼儀的測試頻率范圍、調(diào)制方式等都受到限制，而且成本高昂。RIGOL推出的接收靈敏度測試方案測試流程如下：
▲RIGOL接收靈敏度測試方案
該方案有以下優(yōu)點：
·數(shù)據(jù)長度更長，RIGOL的函數(shù)任意波形發(fā)生器提供最高512M的數(shù)據(jù)長度，可以模擬100Mbit速率數(shù)據(jù)長達(dá)50ms，更加接近于真正的隨機(jī)序列數(shù)據(jù)；
·射頻信號功率、頻率范圍廣，本案例中信號調(diào)制主要由RIGOL的DSG家族產(chǎn)品實現(xiàn)，該系列產(chǎn)品可以提供1.5GHz~20GHz的頻率選擇范圍，功率低至-130dBm，基本覆蓋絕大多數(shù)應(yīng)用場景；
·調(diào)制方式可選擇性高，RIGOL提供的射頻信號源均可以選配IQ調(diào)制功能，可以有效模擬如QAM、QPSK、4FSK等復(fù)雜調(diào)制信號；
·成本極低，以433MHz的FSK調(diào)制接收靈敏度為例，我們稱之為“最小系統(tǒng)”，相對于誤碼儀測試成本下降十倍以上。
天線測試
天線作為無線收發(fā)系統(tǒng)中的一個重要載體，承擔(dān)著發(fā)射信號、接收信號的重要作用。天線測試中，駐波比是最重要的一個測試參數(shù)。天線駐波比測試大多采用矢網(wǎng)來完成，但是成本較高，而且對矢網(wǎng)的利用率比較低。RIGOL測試天線駐波比有兩種可選方案：
?DSA-TG系列頻譜儀加電橋來完成天線駐波比測試，該方案可以實現(xiàn)7.5GHz范圍內(nèi)的天線測量。
?發(fā)射測試中用到的RSA5000N系列實時頻譜儀，該機(jī)器不僅可以完成發(fā)射測試中的ADM模擬解調(diào)、VSA矢量信號解調(diào)，還具有簡單的VNA矢網(wǎng)模式，可以輕松勝任6.5GHz頻率范圍內(nèi)天線駐波比測試。
▲RIGOL接收靈敏度測試方案
這兩種方案相對于專業(yè)矢網(wǎng)來說，都有效的節(jié)約了綜合成本，可完成多項測試。
發(fā)射/天線測試
RSA5000系列頻譜分析儀
在無線收發(fā)系統(tǒng)測試中，發(fā)射和天線測試都需要選擇實時頻譜分析儀，以更好地捕獲無線測試瞬時信號，顯示還原最真實的頻率分布譜線，同時對常見的調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)。
產(chǎn)品支持：
RIGOL RSA5000
實時頻譜分析儀
產(chǎn)品特點：
■頻率范圍最高可達(dá)6.5GHz
■顯示平均噪聲電平DANL<-165dBm（典型值）
■相位噪聲<-108dBc/Hz（典型值）
■實時分析帶寬可達(dá)40MHz
■RTSA/EMI/VNA/VSA分析功能
■10.1英寸多點觸摸屏，支持手勢操作
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