Ausgangsleistung des Sendersignals. Messung von Parametern in Hochfrequenzsystemen Grundlegende Parameter eines Funksignals. Modulation

Zweck: Untersuchung des Instrumentenarsenals der Laboratorien der Abteilung und der Hauptfaktoren, die die Energie von Funkleitungen bestimmen.

Linien der Satellitenkommunikation und des Rundfunks bestehen aus zwei Abschnitten: einer sendenden Erdstation (ES) - einem Repeater auf einem künstlichen Erdsatelliten (AES) und einem AES-Repeater - einem empfangenden ES. Die Signalleistung am Eingang des ES-Empfängers lässt sich aus der Formel ermitteln, mit der beliebige Richtfunkstrecken berechnet werden:

wo P prd- Leistung am Ausgang des Senders des Satellitenrepeaters,

γ prd und prm- die Übertragungskoeffizienten der Pfade, die den Senderausgang mit der Sendeantenne des Satelliten bzw. den Ausgang der Empfangsantenne mit dem ES-Empfänger verbinden,

g prd und g prm- die Gewinne der Sende- bzw. Empfangsantennen,

L Ö und L hinzufügen- Grund- und Zusatzverluste der Signalenergie im Raum zwischen dem Satelliten und dem ES.

Großschäden L Ö verursacht durch Energiedissipation im freien Raum in Entfernung vom Emitter

, (2.2)

wobei λ die Länge der elektromagnetischen Welle ist

, (2.3)

F- die Frequenz des Sendersignals, C ≈ 3 ∙ 10 8 m / s - die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen,

D- die Entfernung zwischen dem Satelliten und dem ES.

Distanz D zwischen Satellit und ES hängt von der Höhe ab h Satellitenbahn, die die Größe des Sichtbarkeitsbereichs des Satelliten bestimmt.

Die Sichtbarkeitszone des Satelliten ist der Teil der Erdoberfläche, von dem aus der Satellit für eine bestimmte Dauer einer Kommunikationssitzung bei einem Höhenwinkel von mindestens einem bestimmten Winkel sichtbar ist
.

Die momentane Sichtbarkeitszone des Satelliten wird als Sichtbarkeitszone zu einem bestimmten Zeitpunkt bezeichnet, d.h. bei null Kommunikationssitzungsdauer. Wenn sich der Satellit bewegt, bewegt sich die augenblickliche Sichtbarkeitszone, daher ist die Sichtbarkeitszone während der Kommunikationssitzung immer kleiner als die augenblickliche. Die Größe des momentanen Gesichtsfeldes lässt sich anhand der Bogenlänge abschätzen
oder Ecken und (Abbildung 2.1).

Injektion ist der Winkelabstand der Zonengrenze vom Subsatellitenpunkt (bezogen auf den Erdmittelpunkt) und der Winkel gleich der Hälfte der maximalen Winkelgröße der Sichtbarkeitszone relativ zum Satelliten, der sich am Punkt befindet ... Punkte und befinden sich am Rand der Sichtbarkeitszone und sind mit Abstand vom Satelliten entfernt
, genannt die maximale schräge Kommunikationsreichweite.

Für ein Dreieck ∆
die folgenden Verhältnisse sind wahr:

, (2.4)

, (2.5)

wo R Z= 6400 km - der Radius der Erde.

Zusätzliche Verluste L hinzufügen verursacht durch die Atmosphäre, Niederschlag und andere Gründe.

Antennengewinne bei Verwendung von Parabolspiegelantennen mit Spiegeldurchmesser D wird bestimmt aus dem Ausdruck:

. (2.6)

Aufgabe 2. Bestimmen Sie mit den Formeln (2.1) - (2.6) die Signalleistung am Eingang des Empfängers des ES, der sich am Rand der Sichtzone befindet. Die Ausgangsdaten für die Berechnung sind in Tabelle 2.1 angegeben. Die Variante der Aufgabe wird von der Lehrkraft bestimmt.

Tabelle 2.1

F, GHz
R prd, W
γ prd
γ prm
n, tausend km
β Mindest, Heil
L hinzufügen
D prd, m
D prm, m

Bestimmen Sie mit den Ausdrücken (2.4) - (2.5) den Abstand D zwischen dem Satelliten und dem AP.

Ersetzen Sie die erforderlichen Daten in Ausdruck (2.1).

Aufgabe 3. Bestimmen Sie die Signalleistung am Eingang des ES-Empfängers, der sich am Subsatellitenpunkt befindet S (Abbildung 2.1). Die Ausgangsdaten und das Berechnungsverfahren sind die gleichen wie bei Aufgabe 2.

Vergleichen Sie die Ergebnisse aus Aufgabe 2 und Aufgabe 3.

Prüfbericht sollte die Eigenschaften und Beschreibung der Antennen der Abteilung sowie die Ergebnisse der Berechnungen für die Aufgaben 1-3 enthalten.

ARBEITEN IM COMPUTERLABOR

MODELLIEREN

Ziel der Arbeit der Studierenden ist es, Programmierkenntnisse in der MatLab-Umgebung zu erwerben.

Um in die MatLab-Umgebung zu gelangen, wird der Mauszeiger auf das Logo des Softwaresystems gebracht und ein Doppelklick mit der linken Maustaste (LMB) durchgeführt.

Übung. Aufbau eines Simulink-Modells des Standes.

Der Übergang zum Simulink-Paket kann auf zwei Arten erfolgen:

nach dem Aufrufen der MatLab-Umgebung wird der simulink-Befehl in die Befehlszeile des Kontrollfensters gegenüber dem Zeiger eingegeben;

mit der Maus - ein LMB-Klick auf das blau-rot-schwarze Symbol mit dem Pfeil.

Nach diesen Aktionen öffnet sich das Bibliotheksfenster (Library: Simulink) und das noch nicht benannte (unbenannte) Fenster des Feldes, auf dem das Modell aufgebaut wird. Um in der siebten Version von MatLab ein solches Feld nach der Eingabe von Simulink zu erstellen, klicken Sie auf LMB auf dem leeren Slate-Symbol.

Zunächst sollten sich die Schüler mit den Bereichen der Simulink-Bibliothek vertraut machen: Quellen – Quellen; Senken - lädt, sowie unabhängig Abschnitte mit Blöcken Abs, F cn, relationaler Operator, Mux usw.

Die zum Aufbau des Strukturplans benötigten Bausteine ​​werden mit gedrückter LMB mit der Maus aus den Bereichen der Bibliothek gezogen.

Modelle von zusammengebauten Ständern sind in Abbildung 3.1 dargestellt. Abbildung 3.1a zeigt ein Modell mit zwei harmonischen Signalkonditionierern. Das Argument zu den Sinusfunktionen bildet den Ramp-Block.

Um die Parameter dieses und anderer Blöcke einzustellen, wird zunächst der Block durch Anklicken der LMB ausgewählt, dann öffnet ein Doppelklick ein Fenster, in das die entsprechenden Parameter eingegeben werden. Der Slope-Parameter der Ramp-Quelle ist gleich pi / 50 (in der MatLab-Sprache ist die Konstante
als pi geschrieben).

Durch die Verwendung des Mux-Blocks wird das Scope-Oszilloskop zu einem Zweistrahl-Oszilloskop. Die Schüler wählen die Parameter von Oszilloskopmodellen selbst aus. Stellen Sie die Simulationszeit (Stoppzeit) auf 100 ein: Simulation - Klicken Sie auf LMB, Parameter - Klicken Sie auf LMB, notieren Sie die Zeit in der Spalte Stoppzeit.

Das Starten des Programms zur Ausführung erfolgt ebenfalls mit der Maus: Simulation - LMB-Klick, Start - LMB-Klick. Sie können das Programm auch zur Ausführung starten, indem Sie mit LMB auf das Symbol mit dem Bild eines Dreiecks klicken.

Es ist notwendig, die Strukturdiagramme der Modelle und die beobachteten Oszillogramme zu skizzieren (auszudrucken).

Abbildung 3.1b zeigt ein Modell eines Komparators - ein Gerät, das ein einzelnes Signal erzeugt, wenn die im Block des Komparators angegebene Bedingung erfüllt ist - Relationaler Operator.

Durch Auswahl des zusammengesetzten Modells und Verwendung des Befehls Subsystem erstellen im Bearbeitungsmodus können Sie das Vergleichsmodell zu einem Subsystemblock machen. Ein solcher Block ist in Abb. 3.1c dargestellt, die ein Modell des Gerätes zum Vergleich der Signalpegel der Sinuswellen- und Konstantenquellen zeigt. In diesem Simulationsexperiment beträgt die Amplitude der harmonischen Schwingung 1, die Kreisfrequenz beträgt 0,1
mit einer Simulationszeit von 100.

Skizzieren (drucken) Sie das Diagramm des Modells und der Oszillogramme.

Die einzelnen Aufgaben sind in Tabelle 3.1 dargestellt. Das Strukturschema der Modelle ist für alle Varianten gleich. Sie ergibt sich aus dem in Abbildung 3.1a gezeigten Blockschaltbild, wenn der Fcn2-Block und der Mux-Block von letzterem ausgeschlossen werden. Somit ist der Ausgang des Ramp-Blocks mit dem Eingang des Fcn 1-Blocks verbunden und der Eingang

Scope ist mit dem Ausgang des Bausteins Fcn 1 verbunden.

Die Simulationszeit für alle Varianten beträgt 100.

Prüfbericht für diesen Abschnitt sollte enthalten:

Strukturdiagramme der untersuchten Simulink-Modelle;

Oszillogramme;

Tabelle 3.1

Möglichkeit	Signal gebildet durch den Fcn-Block	Parameterwert	Blockparameter Rampe: Neigung; Erstausgabe

KURZBESCHREIBUNG

Leistungsmesser-Serie Anritsu ML2490A sind Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer und -Prozessoren von Signalen, die von daran angeschlossenen Leistungssensoren (Sensoren) kommen. Der Anritsu ML2495A ist einkanalig und unterstützt einen Sensor, während der Anritsu ML2496A mit zwei verschiedenen Sensoren gleichzeitig arbeiten kann. Je nach Art der angeschlossenen Sensoren kann der Frequenzbereich 100 kHz bis 65 GHz betragen.

Aufgrund der sehr hohen Digitalisierungsgeschwindigkeit (die Zeitauflösung erreicht 1 ns) können die Messgeräte der Serie ML2490A von Anritsu für die Entwicklung und Konfiguration von Radaren verwendet werden Bau und Betrieb von drahtlosen 3G-Kommunikationssystemen, 4G und 5G, einschließlich Systeme der nächsten Generation, die auf hochentwickelten Modulationstechnologien wie OFDM basieren.

Neben Impuls- und Spitzenleistungssensoren kann die Anritsu ML2490A-Serie an eine Vielzahl von CW (stationären) Funksensoren (CW) angeschlossen werden, wodurch sie vielseitig einsetzbar sind. Eine vollständige Beschreibung aller Eigenschaften der Anritsu ML2490A-Serie können Sie unten auf dieser Seite im Abschnitt herunterladen.

Hauptmerkmale:
Anzahl der Kanäle: 1 (Modell ML2495A) oder 2 (Modell ML2496A).
Frequenz: 100 kHz - 65 GHz (abhängig vom Sensor).
Bandbreite (Videobandbreite): 65 MHz.
Typische Anstiegszeit: 8 ns (mit Impulsgenerator MA2411B).
Zeitauflösung: 1 ns. Eingebauter Leistungskalibrator (50 MHz und 1 GHz).
Ideal für Radaranwendungen und drahtlose Netzwerke (4G und 5G).
Leistungsmessungen: Durchschnitt, Min, Max, Peak, Crest, PAE (Power Added Efficiency).
Bildschirm 8,9 cm (Auflösung 320 x 240). Schnittstellen: Ethernet, IEEE-488 (GPIB), RS-232.
Gewicht: 3kg. Abmessungen: 213 x 88 x 390 mm. Arbeitstemperatur: von 0 ° C bis + 50 ° C.
Genaue Messung der Stärke jedes Funksignals

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die Anritsu ML2490A HF-Leistungsmesser-Serie bietet die beste Leistung im Vergleich zu den anderen beiden Anritsu-HF-Leistungsmesser-Serien (ML2480B und ML2430A). Die ML2490A-Serie umfasst zwei Modelle: den einkanaligen ML2495A und den zweikanaligen ML2496A. Beide Modelle arbeiten in Verbindung mit externen Sensoren (Sensoren). Sechs Sensorserien sind mit Anritsu ML2490A Powermetern kompatibel, die im Frequenzbereich von 10 MHz bis 50 GHz und im Leistungsbereich von -70 dBm bis +20 dBm unterschiedlichste Aufgaben lösen.

Je nach Art des angeschlossenen Sensors können die Anritsu ML2490A Messgeräte die folgenden Signalstärkeparameter messen: Durchschnitt, Min, Max, Peak, Crest, Anstiegszeit (Anstiegszeit), PAE (Power Added Efficiency) und andere Kalibrierung werden die Anritsu ML2490A-Instrumente standardmäßig mit einem integrierten Leistungskalibrator für zwei Frequenzen geliefert: 50 MHz und 1 GHz.

Dieses Foto zeigt den Anritsu ML2495A Single Channel RF Power Meter und den Anritsu ML2496A Dual Channel RF Power Meter, zusammen mit zwei der besten Sensoren: Anritsu MA2411 Pulse Sensor (bis 40 GHz) und Anritsu MA2491A Broadband Sensor (bis 18 GHz).

Einkanalmessgerät Anritsu ML2495A (oben) und Zweikanalmessgerät Anritsu ML2496A (unten) zusammen mit Impulsleistungssensor MA2411 und Breitbandleistungssensor MA2491A.

Anritsu MA2411B Impulsleistungssensor (Sensor)

Die Leistungsmesser ML2495A und ML2496A von Anritsu eignen sich zusammen mit dem Sender MA2411B von Anritsu ideal zum Messen gepulster HF-Signale im Frequenzbereich von 300 MHz bis 40 GHz. Mit einer typischen Anstiegszeit von 8 ns und einer Auflösung von 1 ns ist es möglich, die Eigenschaften von Radarpulsen sowie vielen anderen Arten von Signalen, die eine Puls- oder Burststruktur haben, direkt zu messen.

Dieses Foto zeigt einen Screenshot des Anritsu ML2496A Power Meter-Bildschirms mit HF-Kantenmessungen. Die Messungen wurden mit einem Anritsu MA2411B Pulsleistungssensor durchgeführt. Die horizontale Achse ist mit 20 ns pro Teilung skaliert und die vertikale Achse beträgt 3 dB pro Teilung. Das vom Sensor kommende Signal wurde mit einer Rate von 62,5 MS/s digitalisiert.

Dieses Foto zeigt einen Screenshot des Anritsu ML2496A Power Meter-Bildschirms, der die Messungen von vier aufeinanderfolgenden HF-Impulsen zeigt. Die horizontale Achse ist mit 2 µs pro Teilung skaliert und die vertikale Achse mit 5 dB pro Teilung. Für jeden Puls können Sie messen: Anstiegszeit, Abfallzeit, Dauer und andere Parameter, einschließlich des Pulswiederholungsintervalls PRI (Pulse Repetition Interval). Der Bildschirm zeigt auch die Ergebnisse für eine Gruppe von Impulsen an: minimale, maximale und durchschnittliche Leistungswerte.

Messung der Parameter von vier aufeinanderfolgenden HF-Pulsen.

Bei der Messung starker Funksignale werden häufig Dämpfungsglieder oder Koppler verwendet. Die Leistungsmesser der Anritsu ML2490A-Serie haben die Fähigkeit, den Wert eines externen Dämpfungsglieds oder Kopplers automatisch zu berücksichtigen, sodass die Messwerte auf dem Bildschirm der tatsächlichen Leistung entsprechen.

Bevor Sie den Anritsu MA2411B-Sensor mit dem Leistungsmesser der ML2490A-Serie verwenden, müssen Sie sie zusammen kalibrieren. Dazu befindet sich auf der Frontseite des Leistungsmessers ein Referenzsignalausgang (Calibrator) mit einer Frequenz von 1 GHz und einer Amplitude von 0 dBm (1 mW). Durch Anschließen des Sensors an diesen Ausgang und Drücken des entsprechenden Menüpunkts kalibrieren Sie den Sensor und nullen die Fehler des Messpfads, wodurch das Gerät für genaue Messungen vorbereitet wird.

Der Anritsu MA2411B ist für gepulste und breitbandig modulierte Signale optimiert, kann aber auch zur genauen Messung stationärer (CW) und sich langsam ändernder HF-Signale verwendet werden. Der entsprechende Screenshot ist auf diesem Foto zu sehen.

Anritsu MA2490A und MA2491A Breitband-Leistungssensoren

Zur Messung der Parameter von Telekommunikationssignalen sowie einiger Arten von Impulssignalen wurden zwei Breitbandsensoren entwickelt: Anritsu MA2490A (50 MHz bis 8 GHz) und Anritsu MA2491A (50 MHz bis 18 GHz). Beide Sensoren bieten eine Bandbreite von 20 MHz (auch Videobandbreite oder Reaktionsgeschwindigkeit genannt), was ausreicht, um sich schnell ändernde Signale wie 3G / 4G, WLAN, WiMAX und die Impulse der meisten Arten von Radarsystemen genau zu messen. Die Anstiegszeit dieser Sensoren im gepulsten Messmodus beträgt 18 ns.

Die Impulseigenschaften der Sensoren MA2490A und MA2491A sind etwas schlechter als die des oben erwähnten MA2411B, aber die minimale gemessene Leistung beträgt -60 dBm statt -20 dBm beim MA2411B. Eine deutliche Erweiterung der unteren Leistungsschwelle wird durch das Vorhandensein eines zusätzlichen Messpfades innerhalb der Sensoren erreicht, der bei kleinen Leistungswerten automatisch eingeschaltet wird.

Dieses Foto zeigt einen Screenshot des Bildschirms des Anritsu ML2496A-Leistungsmessers mit den Ergebnissen der Messungen der Parameter des GSM-Signals. Die Messungen wurden mit einem Breitband-Leistungssensor MA2491A von Anritsu durchgeführt. Die horizontale Achse ist mit 48 µs pro Teilung skaliert und die vertikale Achse beträgt 5 dB pro Teilung. Die Spitzenleistung einzelner Signalfragmente erreicht 12 dBm.

Messung von GSM-Signalparametern mit dem Breitbandsensor Anritsu MA2491A.

Anritsu MA2440D-Serie Hochpräzise Dioden-Leistungssensoren

Diese Serie hochpräziser Sensoren ist für Funksignale mit geringer Änderungs- oder Modulationsrate (zB TDMA) sowie für stationäre (CW - Continuous Wave) Signale ausgelegt. Die Ansprechgeschwindigkeit (Videobandbreite) dieser Sensoren beträgt 100 kHz und die Anstiegszeit 4 µs. Alle Sensoren der MA2440D-Serie verfügen über einen eingebauten 3 dB-Dämpfer, der die Anpassung (SWR) des Eingangs-Funksteckers des Sensors deutlich verbessert. Ein großer Dynamikbereich von 87 dB und eine Linearität besser als 1,8 % (bis 18 GHz) und 2,5 % (bis 40 GHz) machen diese Sensoren ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich der Messung der Verstärkung und Dämpfung von Funkgeräten.

Die Anritsu MA2440D Sensorserie besteht aus drei Modellen mit unterschiedlichem oberen Frequenzbereich und Eingangssteckertyp: Modell MA2442D (10 MHz bis 18 GHz, Stecker N (m)), Modell MA2444D (10 MHz to 40 GHz, Stecker K (m)) und Modell MA2445D (10 MHz to 50 GHz, Anschluss V (m)). Als Beispiel zeigt dieses Foto einen Anritsu MA2444D Sensor mit einem K (m) Stecker.

Anritsu MA24000A Serie Hochpräzise Wärmeleistungssensoren

Diese Serie hochpräziser Sensoren ist für stationäre (CW - Continuous Wave) und sich langsam ändernde Funksignale ausgelegt. Die Anstiegszeit für diese Sensoren beträgt 15 ms. Das Funktionsprinzip der Sensoren dieser Serie basiert auf dem thermoelektrischen Effekt, der es ermöglicht, die durchschnittliche (mittlere) Leistung jedes Funksignals unabhängig von seiner Struktur oder Modulationsart genau zu messen. Der Dynamikbereich dieser Sensoren beträgt 50 dB und die Linearität ist besser als 1,8 % (bis 18 GHz) bzw. 2,5 % (bis 50 GHz).

Die Anritsu MA24000A Sensorserie besteht aus drei Modellen mit unterschiedlichem oberen Frequenzbereich und Eingangssteckertyp: Modell MA24002A (10 MHz bis 18 GHz, Stecker N (m)), Modell MA24004A (10 MHz to 40 GHz, Stecker K (m)) und Modell MA24005A (10 MHz to 50 GHz, Anschluss V (m)). Alle drei Sensoren der Anritsu MA24000A-Serie sind auf diesem Foto zu sehen.

Funktionsprinzip und Interna der Leistungsmesser der Anritsu ML2490A-Serie

An die Anritsu ML2490A-Serie angeschlossene Leistungsmessköpfe bieten die Funktion, das zu messende Hochfrequenzsignal in ein Niederfrequenzsignal umzuwandeln. Dieses niederfrequente Signal wird vom Sensor zum Eingang des Messgeräts der Serie ML2490A geführt, mit dem eingebauten ADC digitalisiert, von einem digitalen Signalprozessor verarbeitet und auf dem Instrumentendisplay angezeigt.

Diese Abbildung zeigt das Blockschaltbild des Einkanalmodells ML2495A. In diesem Blockschaltbild sind zwei ADCs (Analog-Digital-Wandler) grün hinterlegt, mit deren Hilfe das niederfrequente Signal des am Zähler angeschlossenen Leistungssensors digitalisiert wird. Wenn ein Diodensensor Anritsu MA2440D oder ein thermoelektrischer Sensor Anritsu MA24000A angeschlossen ist, erfolgt die Digitalisierung mit einem 16-Bit-ADC. Und wenn ein Anritsu MA2411B Impulsgenerator oder Anritsu MA2490A oder MA2491A Breitbandsensoren angeschlossen sind, erfolgt die Digitalisierung mit einem schnellen 14-Bit-ADC.

Blockschaltbild des Einkanal-Leistungsmessers ML2495A von Anritsu.

Und so sieht der interne Aufbau des Leistungsmessers der Anritsu ML2490A-Serie aus. In der Mitte befindet sich eine kleine rechteckige Platine des eingebauten Kalibrators für 50 MHz und 1 GHz, mit der das Hochfrequenzkabel an den N-Anschluss an der Frontplatte angeschlossen wird. Unter der Kalibratorplatine befindet sich eine große Messplatine, die den analogen Teil, einen ADC und ein Array programmierbarer Logikarrays enthält. Unmittelbar unter der Messplatine befindet sich eine zweite große digitale Verarbeitungs- und Steuerplatine, die einen DSP (digitaler Signalprozessor), einen Mikrocontroller und digitale Anzeige- und Steuereinheiten enthält.

Alle Leistungsmesser der Anritsu ML2490A-Serie werden mit PC-Fernsteuerungssoftware geliefert Anritsu PowerMax... Dieses Programm läuft auf einem Windows-kompatiblen PC und ermöglicht Ihnen die Fernsteuerung des Betriebs eines Anritsu ML2495A Einkanalgeräts oder Anritsu ML2496A Zweikanalgeräts. Die Durchführung von Messungen mit PowerMax vereinfacht die Ersteinrichtung des Instruments, beschleunigt die Messverarbeitung und erleichtert die Dokumentation und Speicherung von Ergebnissen.

Ein Beispiel für das Hauptfenster von Anritsu PowerMax ist in diesem Screenshot gezeigt. In diesem Fall wird das zweikanalige Modell Anritsu ML2496A angesteuert, an dessen ersten Kanal der Anritsu MA2411B Pulsleistungssensor und an dessen zweiten Kanal der Anritsu MA2491A Breitband-Leistungssensor angeschlossen ist. Um das Bild zu vergrößern, klicken Sie auf das Foto.

Die Leistungsmesser der Anritsu ML2490A-Serie werden mit der Anritsu PowerMax-Software geliefert.
Klicken Sie auf das Foto, um das Bild zu vergrößern.

Anritsu ML2490A Messgeräte und Leistungssensoren – Spezifikationen

Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Spezifikationen für die Leistungsmesser der Anritsu ML2490A-Serie. Detaillierte Spezifikationen der Messgeräte finden Sie im Abschnitt unten auf dieser Seite.

Die wichtigsten technischen Merkmale der Leistungsmesser der Serie ML2490A von Anritsu.

Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Spezifikationen für die verschiedenen Typen von Leistungsmessköpfen (Leistungsmessköpfen), die mit den Messgeräten der Anritsu ML2490A-Serie kompatibel sind. Detaillierte technische Eigenschaften der Sensoren finden Sie weiter unten auf dieser Seite im Abschnitt.

Hauptmerkmale der kompatiblen Leistungssensoren der Serie ML2490A von Anritsu.

Leistungsmesser-Paket der Anritsu ML2490A-Serie

Name	Kurzbeschreibung
Anritsu ML2495A	Einkanal-Leistungsmesser für gepulste, modulierte und stationäre Funksignale
oder
Anritsu ML2496A	Zweikanal-Leistungsmesser für gepulste, modulierte und stationäre Funksignale
ein Plus:
2000-1537-R	1,5 Meter Kabel für Sensoranschluss (1 Stk. für jeden Kanal)
-	Stromkabel
-	Optischer Datenträger mit Dokumentation und PowerMax-Software
-	Kalibrierungszertifikat
-	1 Jahr Garantie (Verlängerung der Garantiezeit auf 3 und 5 Jahre möglich)

Anritsu ML2490A-Serie Leistungsmesseroptionen und Zubehör

Hauptoptionen:
- Möglichkeit 760-209 (starrer Transportkoffer zum Transport von Gerät und Zubehör).
- Möglichkeit D41310(weiche Tasche zum Transport des Gerätes mit Schultergurt).
- Möglichkeit 2400-82 (Set für Rackmontage einen Meter).
- Möglichkeit 2400-83 (Kit für Rackmontage zwei Meter).
- Möglichkeit 2000-1535 (Schutzhülle für die Frontplatte).
- Möglichkeit 2000-1536-R(0,3 Meter Kabel zum Anschluss des Messsensors).
- Möglichkeit 2000-1537-R(1,5 Meter Kabel zum Anschluss des Messsensors).
- Möglichkeit 2000-1544 (RS-232-Kabel zum Flashen des Geräts).

Kompatible Leistungssensoren (Sensoren):
- Sensor Anritsu MA2411B(Pulssensor von 300 MHz bis 40 GHz, von -20 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2490A(Breitbandsensor 50 MHz bis 8 GHz, -60 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2491A(Breitbandsensor von 50 MHz bis 18 GHz, von -60 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2472D(Standard-Diodensensor von 10 MHz bis 18 GHz, von -70 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2473D(Standard-Diodensensor von 10 MHz bis 32 GHz, von -70 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2474D(Standard-Diodensensor von 10 MHz bis 40 GHz, von -70 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2475D(Standard-Diodensensor von 10 MHz bis 50 GHz, von -70 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2442D(hochpräziser Diodensensor von 10 MHz bis 18 GHz, von -67 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2444D(hochpräziser Diodensensor von 10 MHz bis 40 GHz, von -67 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2445D(hochpräziser Diodensensor von 10 MHz bis 50 GHz, von -67 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2481D(Universalsensor von 10 MHz bis 6 GHz, von -60 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA2482D(Universalsensor von 10 MHz bis 18 GHz, von -60 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA24002A(Thermoelektrischer Sensor von 10 MHz bis 18 GHz, von -30 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA24004A(Thermoelektrischer Sensor von 10 MHz bis 40 GHz, von -30 dBm bis +20 dBm).
- Sensor Anritsu MA24005A(Thermoelektrischer Sensor von 10 MHz bis 50 GHz, von -30 dBm bis +20 dBm).

Dokumentation

Dieses PDF-Dokument enthält die umfassendste Beschreibung der Leistungsmesser, Spezifikationen und Betriebsmodi der Anritsu ML2490A-Serie:

Beschreibung der Anritsu ML2490A Leistungsmesser und Sensoren (in Englisch) (12 Seiten; 7 MB)

Spezifikationen der Anritsu ML2490A Messgeräte und Sensoren (in Englisch) (12 Seiten; 1 MB)

Anritsu ML2490A Leistungsmesser Benutzerhandbuch (Englisch) (224 S.; 3 MB)

Anritsu ML2490A Messgerät-Programmierhandbuch (Englisch) (278 S.; 3 MB)

Kurzinformation zu Geräten zur Messung der Stärke von Funksignalen (in englischer Sprache) (4 Seiten; 2 MB)

Und hier finden Sie unsere Tipps und weitere nützliche Informationen zu diesem Thema:

Die Anritsu HF-Messgeräteserie auf einen Blick

Anritsu Handheld HF-Analysator-Serie auf einen Blick

So kaufen Sie Geräte günstiger - Rabatte, Sonderpreise, Demo- und Gebrauchtgeräte

Um die Auswahl eines Leistungsmessers oder Sensors zu vereinfachen, können Sie unsere Erfahrungen und Empfehlungen nutzen. Wir verfügen über mehr als 10 Jahre praktische Erfahrung in der Lieferung und können viele Fragen zu Modellen, Optionen, Lieferzeiten, Preisen und Rabatten sofort beantworten. Dadurch sparen Sie Zeit und Geld. Rufen Sie uns dazu einfach an oder schreiben Sie uns an

7.9 Messung von Parametern in Hochfrequenzsystemen Messung der BER (C / N)-Funktion

In der modernen BER-Messtechnik werden verschiedene Schemata verwendet, von denen zwei hauptsächlich unterschieden werden können.

Reis. 7.16. Diagramm des abstimmbaren Abschwächerverfahrens.

Bei diesem Verfahren wird an den Hochfrequenzpfad des Empfängers ein abstimmbares Dämpfungsglied angeschlossen, mit dessen Hilfe eine zusätzliche Dämpfung eingebracht wird und die Stabilität des Empfangssignals während der gesamten Messzeit als konstant angenommen wird. Signal- und Rauschpegel werden mit einem Leistungsmesser gemessen, während die Messung des Rauschens im Zwischenfrequenzpfad des Empfängers ohne Filterung einen Wert ergibt, der größer ist als die tatsächliche Rauschleistung im Betriebsband des Pfads. Daher werden bei der Leistungsmessung zusätzliche Filter verwendet, die auf das Betriebsfrequenzband abgestimmt sind.

Die BER wird von einem digitalen Kanalanalysator gemessen.

Der Hauptnachteil des Verfahrens ist die Annahme einer konstanten Nutzsignalleistung über den gesamten Messzeitraum. Unter realen Bedingungen unterliegt der Pegel des Nutzsignals aufgrund der Mehrwegeausbreitung von Funkwellen und Änderungen der Ausbreitungsbedingungen erheblichen Schwankungen. Aus diesem Grund kann sich auch das C/N-Verhältnis ändern, wobei selbst eine 1-dB-Änderung des C/N eine Größenordnungsänderung der BER bewirken kann. Somit bietet dieses Verfahren insbesondere bei niedrigen BER-Werten nicht die erforderliche Messgenauigkeit.

2.Interferenzmethode zur Messung der BER (C / AT), deren Diagramm in Abb. 7.17, verwendet ein spezielles Gerät - Analysator / Simulator des C / N-Parameters, der den Leistungspegel des Nutzsignals C misst, wenn ein bestimmter Rauschpegel N eingeführt wird, was eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung des C / N-Parameters gewährleistet. Bei dieser Methode passt der Analysator / Simulator automatisch den Pegel des eingebrachten Rauschens an, während die Messgenauigkeit der BER (C / AT)-Kennlinie Werte von ~ 1СГ12 erreichen kann. Zum Abschluss dieser Betrachtung der BER (CIN)-Funktion stellen wir Folgendes fest.

(1) Vergleich von theoretischen und praktischen BER/N-Abhängigkeiten) zeigen, dass sich praktische Abhängigkeiten von theoretischen dadurch unterscheiden, dass für praktische BER-Werte ein größeres C/N-Verhältnis erforderlich ist. Dies ist auf verschiedene Gründe für die Verschlechterung des Parameters in den Zwischen- und Hochfrequenzpfaden zurückzuführen.

(2) In der Praxis sind die Beiträge der Funk- und Zwischenfrequenzpfade miteinander vergleichbar, während für Systeme zur Übertragung digitaler Informationen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 90 Mbit/s die folgenden Werte der Degradationsgrade von der BER-Parameter beobachtet werden.

Reis. 7.17. Diagramm der Interferenzmethode zur Messung der BER (C / N)

Verschlechterung im IF IF-Pfad:

Phasen- und Amplitudenfehler des Modulators - OD dB;

Intersymbolinterferenz im Zusammenhang mit dem Betrieb von Filtern - 1,0 dB;

Das Vorhandensein von Phasenrauschen - 0,1 dB;

Differenzielle Kodierungs-/Dekodierungsprozeduren - 0,3 dB;

Jitter (Phasenjitter) - 0,1 dB;

Überschüssige Rauschbandbreite des Demodulators - 0,5 dB;

Andere Gründe (Alterungseffekt, Temperaturinstabilität) - 0,4 dB.

Insgesamt kann die BER-Verschlechterung also im ZF-Pfad bis zu 2,5 dB betragen. Verringerte BER im HF-Pfad:

Nichtlinearitätseffekte - 1,5 dB;

Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit der Begrenzung der Kanalbandbreite und der Gruppenverzögerung - 0,3 dB;

Störungen in Nachbarkanälen - 1,0 dB;

Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit Fading-Effekten und Echoerscheinung - 0,2 dB. Insgesamt beträgt die BER-Verschlechterung im HF-Pfad 3 dB, d. h. insgesamt im System

Die BER-Verschlechterung der Übertragung kann -5,5 dB erreichen.

Es ist zu beachten, dass in den Diagrammen in Abb. 7.16, 7.17 wurde die Zuordnung von Equalizern in digitalen Funkstrecken nicht berücksichtigt.

Frequenz- und Leistungsmessungen in HF-Pfade.

Frequenz- und Leistungsmessungen des Funknutzsignals werden in der Praxis mit folgenden Methoden durchgeführt:

1) Frequenzzähler und Leistungsmesser verwendet werden,

2) Spektrumanalysatoren mit Markermessfunktionen werden verwendet.

Bei der zweiten Methode bietet der Marker eine Bewegung entlang der spektralen Charakteristik bei gleichzeitiger Anzeige der Werte der Frequenz und Leistung des Nutzfunksignals.

Um die Möglichkeiten der Leistungsmessung zu erweitern, bieten moderne Spektrumanalysatoren Spektrumsglättung, Rauschfilterung usw.

Analyse der Arbeit von Equalizern.

Im Vergleich zu Kabelsystemen weist Funkluft als Übertragungsmedium für Funksignale zeitlich zufällig wechselnde Eigenschaften auf. Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung digitaler Funkkommunikationssysteme und der erhöhten Anforderungen an die Genauigkeit ihrer Übertragung werden in Empfangsgeräten Equalizer eingeschaltet, die den Effekt der Mehrwegeausbreitung (Signalentzerrung) und der Gruppenlaufzeit (Autotuning des Signals) stark reduzieren ). Bei der Verwendung digitaler Verfahren zum Modulieren von Hochfrequenzsignalen sind Entwickler auf Schwierigkeiten bei der Feinabstimmung von Modems und anderen kanalbildenden Geräten als Teil eines Hochfrequenzpfades gestoßen. Entzerrer wirken dabei auch als Ausgleichselemente für mögliche Nichtlinearitäten in den Geräten der Hochfrequenzübertragungsstrecke. In modernen Hochfrequenz-Informationsübertragungssystemen gibt es zwei Hauptarten von Dämpfung, die mit den Faktoren der Funksignalausbreitung entlang des Hochfrequenzpfads verbunden sind.

1) Lineare Dämpfung, die eine frequenzunabhängige gleichmäßige Abnahme der Signalamplitude von den Signalverteilungsfaktoren ist. Die lineare Dämpfung wird normalerweise durch natürliche Faktoren bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen verursacht:

Mit End-to-End-Verteilung in Wäldern;

Bei der Ausbreitung in der Atmosphäre in Gegenwart von Hydrometeoren (Regen, Schnee).

2) Dämpfung aufgrund der Mehrwegeausbreitung von Funksignalen.

Diese beiden Faktoren ändern die Amplitude des Nutzsignals, was zu einer Änderung des Wertes des C/N-Verhältnisses führt, was letztendlich den BER-Fehlerparameter beeinflusst. Die mit diesen beiden Dämpfungen verbundenen Änderungen der Signalstruktur werden durch Entzerrer ausgeglichen. Wie Sie wissen, basiert die Funktionsweise jedes Equalizers auf der Verwendung eines schmalbandigen Notch-Filters, um die Nichtlinearität des Nutzsignals zu eliminieren. Die wichtigste Messgröße ist die Abhängigkeit der Filtertiefe von der Frequenz bei einem gegebenen BER-Parameter, die in verschiedenen Übersichtsartikeln als M-Kurve oder W-Kurve bezeichnet wurde (Abb. 7.18).

Reis. 7.18. Kurven M bei Abwesenheit und Anwesenheit eines Equalizers.

Um die M-Kurve zu erhalten, werden in der Regel verschiedene Signalübertragungsbedingungen simuliert, die durch den Entzerrer kompensiert und im Zuge der Kompensation die M-Kurve gebildet wird. Die Messschaltung ist in Abb. 7.19.

Als Ergebnis der Messungen erhält man Diagramme in Form von zweiseitigen Kurven M, von denen eine Hysterese ist (die die Fähigkeit des Entzerrerfilters zeigt, bei einer gegebenen Frequenz eine Filtertiefe bereitzustellen, die ausreicht, um die Struktur des Nutzsignals zu nivellieren Signal) und das andere ist Hysterese (zeigt die Leistung des Filters während seines realen Betriebs an, wenn nötig zuerst den Filtertiefenparameter erhöhen und dann verringern). In der Praxis sind beide Kurventypen für die Analyse der EQ-Leistung unerlässlich.

Reis. 7.19. Messschema der Kurven M

Messungen der Parameter der ungleichmäßigen Phasen-Frequenz-Charakteristik und der Gruppenlaufzeit.

Die Ungleichmäßigkeit der Phasen-Frequenz-Kennlinie (PFC) des Hochfrequenzpfades wird durch die Gruppenlaufzeit (GDT) aus der Formel bestimmt:

Die direkte Messung der Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz f (w) und die anschließende Differenzierung der erhaltenen Abhängigkeit erfolgt in der Regel für Systeme mit geringem Phasenrauschen, jedoch für Funkkommunikationssysteme Phase Rauschen im Kanal vorhanden ist, was zu einer Ungleichmäßigkeit des Phasengangs und einer Änderung der Gruppenlaufzeit führt. Üblicherweise werden GVZ-Messungen bei Abnahmetests von Funksystemen durchgeführt und berücksichtigen mögliche Abweichungen im Betrieb von Sender, Empfänger, Antenneneinrichtungen und den Bedingungen der Funksignalausbreitung. Das Papier beschreibt zwei Methoden zur Messung der Gruppenlaufzeit basierend auf der Verwendung von zusammengesetzten Funksignalen.

Messungen von Störfestigkeitsparametern gegenüber linearer Dämpfung und Dämpfung im Zusammenhang mit der Mehrwegeausbreitung von Funksignalen

Die Parameter von Funksignalen werden durch lineare Dämpfung und Dämpfung, die durch Mehrwegeausbreitung von Funksignalen verursacht wird, geändert. Während der Werksprüfung wird die zulässige lineare Dämpfungsgrenze von 50 dB für BER = 10 ~ 3 nicht überschritten. Um lineare Dämpfung zu kompensieren, werden Equalizer als Teil des Senders / Empfängers verwendet. Die Leistung des linearen Dämpfungs-Equalizers kann mit abstimmbaren Dämpfungsgliedern gemessen werden.

Bei der Messung der Parameter des Dämpfungswiderstands in Verbindung mit der Mehrwegeausbreitung von Funksignalen können ein Zustandsdiagramm und ein Augendiagramm verwendet werden, die Folgendes anzeigen:

Zustandsdiagramm - Übersprechen zwischen Signalen I und Q wird als Ellipsen dargestellt,

Augendiagramm - Das Phänomen des Mehrweges wird durch die Verschiebung der Mittelpunkte der "Augen" von der Mitte zu den Rändern angezeigt.

Sowohl das Zustandsdiagramm als auch das Augendiagramm liefern jedoch nicht alle erforderlichen Messspezifikationen. Für praktische Messungen der Effizienz der Kompensation des Mehrwegephänomens werden Verfahren verwendet, die mit den Kompensationsverfahren konsistent sind. Da es praktisch unmöglich ist, das Auftreten eines Mehrwegeausbreitungsfaktors vorherzusagen, wird der Einfluss dieses Faktors durch Stressverfahren, dh durch Simulieren des Phänomens der Mehrwegeausbreitung eines Signals, berücksichtigt. Wie in der Arbeit erwähnt, werden zwei Modelle verwendet, um die Mehrwegesignalausbreitung zu simulieren.

1. Dual-Beam-Modell. Das Modellierungsprinzip wird auf eine theoretisch begründete Annahme reduziert, dass die Dämpfung mit einer Zweistrahlinterferenz verbunden ist und der interferierende Strahl eine Zeitverzögerung (für den reflektierten Strahl) hat. Aus den Kennlinien der Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs (Amplituden-Frequenz-Kennlinie) und GVZ für die Zweistrahlausbreitung eines Funksignals folgt:

Abnahme der Amplitude bei Änderung der Frequenz;

Änderung der Gruppenlaufzeit und des Frequenzgangs bei minimaler Phase (bei großer Amplitude des Hauptfunkstrahls);

Änderung des Frequenzgangs und der Gruppenlaufzeit bei nicht minimaler Phase (wenn der resultierende Strahl nach der Interferenz zweier Strahlen das Hauptsignal in der Amplitude überschreitet).

2. Dreistrahliges Modell. Da das Zweistrahlmodell das Phänomen der Amplitudenmodulation und das Auftreten schwacher Schwebungsmuster innerhalb des Betriebsfrequenzbereichs nicht beschreibt, wodurch die Amplitude des Nutzsignals innerhalb des Betriebsbereichs abweicht, auch wenn die Schwebungseinheit außerhalb des Betriebsbereichs, dann wird ein Dreistrahlmodell verwendet, das es ermöglicht, den Amplitudenverschiebungseffekt zu berücksichtigen. Typischerweise wird ein Zweistrahlmodell für Qualitätsmessungen und ein Dreistrahlmodell für genaue Messungen verwendet.

Analyse von Intermodulationsstörungen.

Wenn sich Funksignale im Pfad ausbreiten, treten Intermodulationswechselwirkungen von Signalen während des Multiplexens und Demultiplexens auf, sowie wenn die Nichtlinearitäten von Kanalbildungsvorrichtungen im Pfad beeinflusst werden. Normalerweise ist die Intermodulationsverzerrung recht gering - weniger als 40 dB relativ zum Pegel des Nutzsignals. Dennoch bietet die Beherrschung von Intermodulationsverzerrungen und die Beseitigung ihrer Ursachen in einigen Fällen eine Lösung für das Problem der Interferenz in benachbarten Kanälen. Spektrumanalysatoren werden zur Intermodulationsanalyse verwendet.

Messungen von Eigenschaften von kanalbildenden Hochfrequenzpfaden.

Neben komplexen Messungen sind in der Praxis weit verbreitet Messungen der Eigenschaften kanalbildender Hochfrequenzpfade verbreitet, deren Kenntnis bei der Auslegung und dem Betrieb von funktechnischen Informationsübertragungssystemen erforderlich ist. Neben der Messung von Frequenz und Leistung im Versorgungsbereich müssen Antennensysteme, thermisches Rauschen, Frequenzstabilität von Masteroszillatoren, Phasenjitter, Parameter von Modems und Verstärkungspfaden zusammen mit Filtereinrichtungen gemessen werden.

Messungen von Antennensystemen.

Eine äußerst wichtige Rolle spielen Antenneneinspeisegeräte im HF-Pfad. Die wichtigsten Parameter: Strahlungsleistung, Strahlungsdiagramm in den entsprechenden Ebenen, Verstärkung, Impedanz usw. werden normalerweise bei der Herstellung der Antenne berechnet und gemessen. Während des Betriebs sind wichtige Parameter

Wanderwellenverhältnis (KBV): KBV = Umin / Umax, (7.38)

Stehwellenverhältnis (SWR): SWR = 1 / KBV, (7,39)

Die Höhe der Rückflussdämpfung vom Antenneneingang, wobei Umin und Umax die minimale und maximale Spannung in der Zuleitung sind.

Bei idealer Anpassung des Pfades: Senderausgang - Einspeiser - Antenneneingang, KBV = 1 (da die gesamte Energie vom Senderausgang auf die Antenne geleitet wird und gleichzeitig £ / min = Umax), im Fall von Umin = O, SWR = oo KBV = 0 - im Feeder tritt eine Stehwellenmode auf, die nicht akzeptabel ist.

In einem realen Fall kann das VSWR Werte von 1,1 ... 2 annehmen, dh KBV = 0,5 ... 0,9. In Funkstrecken digitaler Informationsübertragungssysteme mit digitalen Modulationsarten ist eine geringe Rückflussdämpfung, dh ein minimaler VSWR-Wert von –1,1 erforderlich, wenn die Mode in der Zuleitung nahe an einer hohen Anpassung liegt.

Für Mikrowellenverbindungen, die 64-QAM-Modulation verwenden, beträgt der empfohlene Rückflussdämpfungspegel der Antenne beispielsweise 25 dB oder mehr. Um die Rückflussdämpfung zu messen, wird die Schaltung in Abb. 7.20.

Vom Mikrowellenoszillator wird der Antenne über einen passiven Richtkoppler ein Signal zugeführt. Bei Vorhandensein einer vom Eingang reflektierten Welle treten elektromagnetische Schwingungen durch einen Richtkoppler in den Spektrumanalysator (oder selektiven Empfänger) ein, wo der reflektierte Leistungspegel gemessen wird. Um den reflektierten Leistungspegel zu reduzieren, wird der Antennen-Feeder-Pfad angepasst. Wenn in der Praxis anstelle eines Spektrumanalysators ein Leistungsmesser verwendet wird, nimmt die Messgenauigkeit ab, da der Leistungsmesser zusammen mit dem reflektierten Signal den Rauschpegel berücksichtigt, der mit äußeren Einflüssen auf den Funkkanal bei einer gegebenen Betriebsfrequenz verbunden ist Palette.

Messungen des Pegels des intrinsischen thermischen Rauschens der Elemente des Hochfrequenzpfads.

Mit einem Anstieg des Rauschpegels nimmt die Intersymbol-Verzerrung digitaler Signale stark zu und der BER-Wert steigt. In Zustands- und Augendiagrammen führt dies zu größeren Zustandsanzeigepunkten und einem „Augen schließen“-Effekt. Die Messung des Rauschens verschiedener Geräte im Hochfrequenzpfad wird in der Betriebsphase durchgeführt, um den Punkt des erhöhten Rauschpegels zu lokalisieren. Da das Eigenrauschen verschiedener Geräte im Hochfrequenzpfad gering ist, werden für die Messungen differentielle Verfahren verwendet. Dazu wird dem Testsignal ein störendes Einfrequenzsignal beigemischt und anschließend das Rauschen durch die Differenz zwischen dem Störsignal und dem Rauschen gemessen. Diese Methode wird verwendet, wenn Rauschen mit geringer Leistung gemessen wird. Als Beispiel ist Abb. 7.21 zeigt die Ergebnisse von Rauschmessungen vor dem Hintergrund eines störenden Gleichwellensignals für 16-QAM-Modulation bei einem Signal-Rausch-Verhältnis С / I = 15 dB, während, wie aus der Abbildung ersichtlich, eine Erhöhung der Rauschpegel führt zu einer Vergrößerung der Punkte im Zustandsdiagramm und dem Effekt des "Schließens des Auges" auf das Augendiagramm.

Reis. 7.21. Beispiele für Zustands- und Augendiagramme für Rauschmessungen bei C / 1 = 15 dB.

Phasenjittermessungen.

Ein wichtiger Parameter für Messungen digital modulierter Hochfrequenz-Übertragungssysteme ist der Jitter des Signals der Master-Oszillatoren des Empfängers/Senders, der sogenannte Jitter. Für die Jitteranalyse wird effektiv ein Zustandsdiagramm verwendet, da das Augendiagramm dafür nicht empfindlich ist. Tritt im Pfad ein Phasenjitter des Signals auf, so folgt aus

Reis. 7.22 gibt es eine Vergrößerung der Punkte des Zustandsdiagramms. Um die mit der Jittermessung verbundenen Probleme zu beseitigen, die mit dem Vorhandensein von Jitter verbunden sind, werden normalerweise zusätzliche Messungen der Betriebsparameter der Masteroszillatoren durchgeführt und die Fehlfunktionen beseitigt.

Messungen der Parameter von Modems.

Um die Parameter des Modems zu messen, werden normalerweise Analysatoren verwendet, die Messungen von Signalen in Form von Zustandsdiagrammen und Augendiagrammen liefern, die die umfassendsten Informationen über den Aufbau und die Änderungen digitaler Modulationsparameter liefern. In Abb. 7.23 zeigt beispielhaft das Zustands- und Augendiagramm für den Fall der Quadraturamplitudenmodulation mit 16 Zuständen von 16 QAM, woraus folgt:

Die Unschärfe der Punkte des Zustandsdiagramms weist auf den Einfluss von Rauschen hin;

Eine Verzerrung der "Augen"-Größe weist auf mögliche Störungen beim Betrieb des digitalen Kanals hin (beispielsweise das Auftreten von Intersymbol-Verzerrungen).

Reis. 7.23. Beispielzustands- und Augendiagramm für AM-Fall mit 16 Zuständen 16 QAM

Betrachten Sie die folgenden Arten von Modem-Fehlfunktionen und die entsprechenden Diagramme.

1. Synchronisationsverlust im digitalen Kanal.

Eine globale Fehlfunktion / Abschaltung des Demodulators oder Verlust der Phasenausrichtung kann zu einer Verletzung der Koordination zwischen Modulator und Demodulator und Signalverlust im Übertragungssystem führen. In diesem Fall ist das Zustandsdiagramm eine zufällige Verteilung von Signalen über die entsprechenden Modulationsstufen, das „Auge“ des Augendiagramms ist vollständig geschlossen (Abb. 7.24).

Reis. 7.24. Ein Beispiel für einen Synchronisationsverlust in einem digitalen Kanal: Das Zustandsdiagramm ist eine zufällige Verteilung von Signalen mit den entsprechenden Modulationsstufen, das "Auge" des Augendiagramms ist vollständig geschlossen.

2. Verletzung der Einstellung der Parameter des Modulations-/Demodulationspegels.

In Abb. 7.25 zeigt ein Zustandsdiagramm, aus dem hervorgeht, dass bei der Einstellung der Modulations-/Demodulationsstufen ein Ungleichgewicht in der Signalamplitude bestand. Änderungen im Zustandsdiagramm können auf Nichtlinearitäten des Modulators oder eine DAC-Fehlfunktion hinweisen.

Reis. 7.25. Ein Beispiel für eine Verletzung der Einstellung der Parameter des Modulations- / Demodulationspegels.

3. Verletzung der Orthogonalität der I- und Q-Vektoren des Demodulators.

Eine der häufigsten Fehlfunktionen beim Betrieb des Modems ist die Fehlfunktion des Demodulators, wenn die Vektoren I und Q der Polarkoordinaten des Demodulators nicht streng orthogonal sind. Dies führt zu einer Zustandsfehlanpassung mit dem orthogonalen Koordinatengitter im Zustandsdiagramm (Abbildung 7.26).

Dieser Fehler kann von einem Phasenausrichtungsfehler in der Trägerrückgewinnungsschleife begleitet sein oder nicht. Bei Fehlen eines Fehlers wird die Auswirkung dieser Fehlfunktion auf das Augendiagramm durch das Signal I auf das Schließen des "Auges" im Diagramm und das Fehlen einer Änderung im Q-Diagramm reduziert. Bei Vorliegen eines Fehlers " Augen" beider Diagramme werden geschlossen. Es ist zu beachten, dass die Analyse des Augendiagramms allein keine Feststellung der Ursache der Fehlfunktion ermöglicht, da dieses Diagramm bei Vorhandensein eines hohen additiven Rauschens im Kanal vollständig mit dem Augendiagramm übereinstimmt. Eine zuverlässige Ermittlung der Störungsursache kann in diesem Fall nur durch das Zustandsdiagramm gegeben werden. Die Behebung der beschriebenen Fehlfunktion erfordert eine Anpassung des Demodulators hinsichtlich der Orthogonalität der I- und Q-Signale. 7,27 wurde das Vorhandensein eines Phasensynchronisationsfehlers von 2,3 Grad festgestellt.

Reis. 7.27. Ein Beispiel für einen Phasenausrichtungsfehler.

Messungen von Betriebsparametern von Verstärkern als Teil eines Hochfrequenzpfades.

Die wichtigsten gemessenen Parameter der Verstärker im Hochfrequenzpfad sind:

Rauschen, das von Verstärkern eingeführt wird;

Parameter der Nichtlinearität von Verstärkerabschnitten.

Eine Amplitudenübersteuerung kann zu einem Übergang des Verstärkers in einen nichtlinearen Modus und in der Folge zu einem starken Anstieg der Fehlerwahrscheinlichkeit in einem digitalen Übertragungssystem führen. Die Verwendung von Zustandsdiagrammen und Augendiagrammen erlaubt es, die Gründe für die Abnahme der Qualität der Funkkommunikation zu beurteilen (nichtlineare Verzerrungen führen zu einer Verwischung der Punkte des Zustandsdiagramms und zum Schließen des "Auges" des Augendiagramms).

Grundparameter des Funksignals. Modulation

§ Signalstärke

§ Spezifische Signalenergie

§ Signaldauer T bestimmt das Zeitintervall, während dem das Signal existiert (ungleich Null);

§ Dynamikbereich ist das Verhältnis der höchsten momentanen Signalleistung zur niedrigsten:

§ Signalspektrumbreite F – Frequenzband, in dem die Hauptsignalenergie konzentriert ist;

§ Die Basis des Signals ist das Produkt aus der Signaldauer und der Breite seines Spektrums. Es ist zu beachten, dass zwischen der Spektrumsbreite und der Signaldauer ein umgekehrt proportionaler Zusammenhang besteht: Je kürzer das Spektrum, desto länger die Signaldauer. Somit bleibt die Größe des Sockels praktisch unverändert;

§ Das Signal-Rausch-Verhältnis ist gleich dem Verhältnis der Nutzsignalleistung zur Rauschleistung (S/N oder SNR);

§ Die Menge der übertragenen Informationen charakterisiert die Bandbreite des Kommunikationskanals, die für die Signalübertragung benötigt wird. Es ist definiert als das Produkt der Signalspektrumsbreite durch seine Dauer und seinen Dynamikbereich.

§ Energieeffizienz (potenzielle Störfestigkeit) charakterisiert die Zuverlässigkeit der übertragenen Daten, wenn das Signal einem additiven weißen Gaußschen Rauschen ausgesetzt ist, vorausgesetzt, die Symbolfolge wird durch einen idealen Demodulator wiederhergestellt. Sie wird durch das minimale Signal-Rausch-Verhältnis (E b / N 0) bestimmt, das für die Datenübertragung über den Kanal mit einer Fehlerwahrscheinlichkeit von nicht mehr als einer gegebenen erforderlich ist. Die Energieeffizienz definiert die minimale Sendeleistung, die für eine akzeptable Leistung erforderlich ist. Kennzeichnend für das Modulationsverfahren ist die Energieeffizienzkurve – die Abhängigkeit der Fehlerwahrscheinlichkeit eines idealen Demodulators vom Signal-Rausch-Verhältnis (E b / N 0).

§ Spektrale Effizienz - das Verhältnis der Datenübertragungsrate zur genutzten Bandbreite des Funkkanals.

• Ampere: 0,83
• NMT: 0,46
• GSM: 1,35

§ Die Beständigkeit gegenüber den Einflüssen des Übertragungskanals charakterisiert die Zuverlässigkeit der übertragenen Daten, wenn das Signal bestimmten Verzerrungen ausgesetzt ist: Fading durch Mehrwegeausbreitung, Bandbegrenzung, frequenz- oder zeitzentrierte Störungen, Dopplereffekt usw.

§ Anforderungen an die Linearität von Verstärkern. Um Signale mit einigen Modulationsarten zu verstärken, können nichtlineare Klasse-C-Verstärker verwendet werden, die die Leistungsaufnahme des Senders erheblich reduzieren können, während die Außerbandstrahlung die zulässigen Grenzen nicht überschreitet. Dieser Faktor ist besonders wichtig für mobile Kommunikationssysteme.

Modulation(lat. modulatio - Regelmäßigkeit, Rhythmus) - der Vorgang der Änderung eines oder mehrerer Parameter einer hochfrequenten Trägerschwingung nach dem Gesetz eines niederfrequenten Informationssignals (Nachricht).

Die übertragenen Informationen werden in das (modulierende) Steuersignal eingebettet, und die Rolle des Informationsträgers wird von einer hochfrequenten Schwingung, dem sogenannten Träger, gespielt. Modulation ist somit der Vorgang des "Landens" der Informationswellenform auf einem bekannten Träger.

Durch die Modulation wird das Spektrum des niederfrequenten Steuersignals in den hochfrequenten Bereich übertragen. Dies ermöglicht es bei der Organisation des Rundfunks, die Funktion aller Sende- und Empfangsgeräte auf unterschiedliche Frequenzen abzustimmen, damit sie sich nicht gegenseitig "stören".

Als Träger können Schwingungen verschiedener Formen (rechteckig, dreieckig usw.) verwendet werden, am häufigsten werden jedoch harmonische Schwingungen verwendet. Je nachdem welcher der Parameter der Trägerschwingung sich ändert, wird die Modulationsart unterschieden (Amplitude, Frequenz, Phase etc.). Die Modulation mit einem diskreten Signal wird als digitale Modulation oder Keying bezeichnet.