频谱监测及瞬态信号捕获技术ppt课件

Group/PresentationTitleAgilentRestricted,2020/5/19,Page1,频谱监测及瞬态信号捕获技术,E3238S/N6820E侦测系统,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page2,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,内容:,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page3,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）。,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,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,N6820E的主要应用,应用3电子情报系统,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page7,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）。,N6820E的主要应用,应用4国家频谱管理,N6820E的主要应用,应用5通信卫星的监测,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,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、出现的时间等)3.发射机定位/或关闭干扰信号困难：拥挤的频谱，电磁谱环境不可控。1,000s10,000s100,000s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,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page12,信号侦测的过程,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page13,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）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,目前信号侦测的手段,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page14,89600VSA宽带矢量信号分析仪,PSA高性能频谱分析仪,MXA中档的频谱分析仪,N9340A手持式频谱分析仪,测量功能齐全,测量精度高,测量速度快,大动态范围,N6820E信号侦察与监测系统,现代信号分析仪（SAD),时域、频域、调制域,InfiniiumScope+89601,89650S,超宽带矢量信号分析仪,MXA+89601中档的矢量信号分析仪,PSA+89601高性能矢量信号分析仪,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page15,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page16,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page17,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,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page18,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,N6820E的结构,高速采样,高速数据传输,高速数据处理（多DSP技术）,数字下变频,窄带多通道（96通道）,射频前端,应用软件,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page20,N6820E的结构,E2730B调谐器(2.7GHz)orE2731B调谐器(6.0GHz),E1439DADC,E9821A信号处理器,IEEE-1394(火线)连接计算机到VXI硬件,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page21,考虑任意2个分析仪将受到第三个限制,频率跨度(span),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,分辨带宽区分两个信号的能力区分信号和噪声的能力,实例1GHzSpan2kHzRBW,E3238S250mSec,扫描频谱分析仪5minutes,测量速度的突破,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page22,模拟IF或,数字IF,窄带或r,宽带,数字处理,数字IF(FFT),模拟IF,窄带,RxIFBW,SOIChannelBW,宽带,RxIFBW,SOIchannelBW,结构的选择取决于任务,“数字化”侦测系统优化POI.,典型的HF频率的情况:12MHzspan60Hzresolution,扫描调谐分析仪(频谱分析仪),低速,单信道测量接收机,宽带,多信道信号侦测系统,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page23,4GHz/SecOr250mSec/GHz,E3238S快1000倍!,实例:1GHzSpan2kHzRBW(500,000点!),5Minutes,RF扫描速度vs.分辨率(E3238S),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page24,SignalofInterest,几十万数据点的显示,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page25,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,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page26,信号检测工具,E3238S能够每秒测量几十万个频率点对这些频谱数据能做什么?,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page27,N6820E数据处理流图侦测,SearchHardware,ThresholdFunction,EnergyDetection,CalculateBandwidth,Spectrum,Amplitude,&BWData,NewEnergyDatabase,Pre-Filter,NewEnergyLog,PostFilter,Energy(Frequency)Detection,WidebandSurvey,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page28,“Blue”boxesareUserProgrammable,SearchHardware,ThresholdFunction,EnergyDetection,CalculateBandwidth,Spectrum,Amplitude,&BWData,NewEnergyDatabase,Pre-Filter,NewEnergyLog,PostFilter,Energy(Frequency)Detection,WidebandSurvey,N6820E数据处理流图采集,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page29,能量的判决方法,电平门限判决,电磁谱环境判决,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page30,能量的判决方法,噪声自适应判决,用户自定义条件判决,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page31,干扰信号的判决方法,噪声自适应判决,频谱模板判决,频谱相关判决,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page32,干扰信号的判决方法,噪声自适应判决,频谱峰值点判决,调制识别判决,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page33,通用信号侦测器(UniversalSignalDetector),带宽频率或频带功率谱形状RBW平均调制类型符号率,带宽,频偏,自动,同时,无缝记录SOI(原始IQ,AM,orFM),开发发射信号特征,用于自动识别感兴趣的信号(SOI),NarrowbandConfirmer,NarrowbandConfirmer,WidebandDetector,WidebandDetector,USD,带宽滤波器,频率规划,宽带侦测器,窄带侦测器,更多的处理,E3238S,其他资源,侦测器采用了宽带和窄带结合的技术提高POI,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page34,带宽和频率滤波器,带宽滤波器第一判据频率规划个别的频率频带信道化频带,(RTTY),(BroadcastFM),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page35,多个侦测工具同时使用,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page36,同一频段同时搜索三种信号,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page37,HighResolutionandHighSpeedSpectrum,EnergyHistory,Alarm,EnergyDetectionThreshold,AlarmTasks,Universal,Handoff,LockedTunerandADC,NarrowbandDigitalDownConverters(32channelsperDDC),SignalProcessing,Universal:NarrowbandConfirmation,TimeDelay,Universal:BWFilter,FreqPlan,WidebandDetection,UVAD,SignalDB,通用信号侦测器(UniversalSignalDetector),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page38,显示系统功能调用情况每个模块显示信号侦测统计情况红色显示配置问题,通用信号侦测器(UniversalSignalDetector),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page39,信号检测工具用来减少数据直到剩下感兴趣的信号,信号检测工具,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page40,能量历史,潜在的感兴趣信号的统计信息频率(首次,当前)幅度(最小,最大,平均,当前)带宽(首次,最小,最大,平均,当前)持续时间(最小,最大,平均,当前)截获的时间(首次,末次)截获,检测和扫描的次数占有度%,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page41,能量历史,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page42,报警,每次扫描时进行逻辑等式评估多达100不同的警报评估当前检测任意参数评估能量历史中任意参数评估频率列表内或外每个警报具有逻辑等式的四项计划的时间优先权(低,中,高,临界)触发(一次,每次扫描,总),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page43,警报任务,每次报警可以执行一个或多个任务挂断接收机时域快照记录频域快照记录音频或视频告警加入(或移除)频率列表外部处理(发送e-mail等)窄带记录(选件,要求DDC硬件)音频输出(选件,要求DDC硬件),N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page44,报警及报警任务,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page45,使用快照功能捕获信号,HighResolutionandHighSpeedSpectrum,EnergyHistory,Alarm,EnergyDetectionThreshold,记录感兴趣的信号频域快照捕获频谱的一部分到文件中.时间快照捕获时域数据到文件中,TunerandADC,频率快照文件,时间快照文件,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page46,捕获快照,捕获快照可以被触发,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page47,分析快照文件,AgilentSnapshotRadioWindows应用程序的选件,可以回放时间快照文件包括AM,FM,USB,LSB解调,Agilent89601VSA软件兼容文件格式数字解调,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page48,窄带信号处理,要求锁定调谐器,HighResolutionandHighSpeedSpectrum,EnergyHistory,Alarm,EnergyDetectionThreshold,LockedTunerandADC,TimeDelay,NarrowbandDigitalDownConverters(32channelsperDDC),TimeSnapshotFile,AudioOutput,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page49,音频输出,音频输出(AU1)下变频感兴趣的信号并播放解调的音频.不想基于文件的快照,它工作在从ADC来的连续实时数据流.这要求选件数字下变频器(DDC)硬件.,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page50,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,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page51,N6820EHardwareConfigurations,20MHzto2.7GHz20MHzto6.0GHz100kHzto32MHz(New!)100kHzto32MHzand20MHzto2.7GHz(New!)100kHzto32MHzand20MHzto6GHz(New!)26.5GHzSystemPSA-seriesspectrumanalyzerVXIADCandDSPOtherConfigurationsContactAgilent,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page52,模数转换器,E143720MS/secADC(8MHz带宽)E1438100MS/secADC(40MHz带宽)E143996MS/sec(36MHz70MHzIF)以上ADC都有数字滤波器和存储器,100MHzVCXO,102.4MHzVCXO,VXICLOCK,VXISYNC,ClockGeneration,Intermoduleclock,Intermodulesync,ExtClock/Ref,ExtTrigger,TriggerDetect,VXIbusInterface,FIFOMemory,DigitalFiltering,SamplingADC,Anti-aliasFilter,Attenuator,AnalogIn,LocalbusInterface,VXIBackplane,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page53,数字信号处理器,E9821A信号处理器,VHF/UHF/32路窄带通道高性能搜索高DSP信号处理能力每DDC上双G4提供最好的能力最小的系统,N6820EAgilentRestricted,2020/5/19,Page54,E1368AVXIMicrowaveSwitch,E1472A50WRFMultiplexer,N6820EAgilentRestr