频谱监测及瞬态信号捕获技术课件.ppt

1、Group/Presentation TitleAgilent Restricted2022-6-9Page 1频谱监测及瞬态信号捕获技术频谱监测及瞬态信号捕获技术E3238S/N6820E 侦测系统侦测系统N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 2概述概述硬件结构的突破硬件结构的突破信号侦测的工具信号侦测的工具系统集成与配置系统集成与配置应用应用内容内容:N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 3信号监测的对象（军事领域）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

2、（站）。N6820E的主要应用的主要应用应用应用1 军事领域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的主要应用的主要应用应用应用2 国家安全与防御国家安全与防御 信号形式和方式多样信号形式和方式多样 大量的民用、军用频率大量的民用、军用频率 高风险的冲突区域高风险的冲突区域 敏感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、记录与分析的监测、记录与分析N6820E的主要应用的主要应用应用应用3 电子情报系统电子情报系统N6820EAgilent Restricted20

3、22-6-9Page 7信号监测的对象（民用领域）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的主要应用的主要应用应用应用4 国家频谱管理国家频谱管理N6820E的主要应用的主要应用应用应用5 通信卫星的监测通信卫星的监测N6820E的主要应用的主要应用应用应用6 飞机通信系统质量的飞机通信系统质量的EMC监测监测 10-12 天线天线 没有屏蔽室可用没有屏蔽室可用 使用频谱仪不满足要求使用频谱仪不满足要求PSA与与N6820E结合提高测结合提高测量频率范围量频率范围信号侦测的要求信号侦测的要

4、求 任务任务: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：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解决途径: 技术:最大概率捕获信号、识别信号N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 12侦测侦测 寻找新的信号寻找新的信号在频

5、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信号侦测的过程信号侦测的过程收集收集 寻找感兴趣的信号寻找感兴趣的信号(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满足要求的设备满足要求的设备 寻找已知信号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宽带硬件前端宽带硬件前端信号侦测应用信号侦测应用 数字接收机或挂断接收机数字接收机或挂断接收机特殊的信号算法特殊的信号算法全部的电磁谱能量全部的电磁谱能量检测能量检测能量能量报警能量报警信号处理信号处理确认感兴趣的信确认感兴趣的信号号信号报警信号报警N6820

6、EAgilent Restricted2022-6-9Page 13 搜索系统分为两类搜索系统分为两类:模拟模拟 扫描频谱仪、接收机扫描频谱仪、接收机 (模拟模拟 IF)（逐渐被淘汰，仍然在使用（逐渐被淘汰，仍然在使用）数字数字 RF下变频模块下变频模块 + ADC + DSP（目前主要的仪器设备）（目前主要的仪器设备） 目前搜索系统存在的问题目前搜索系统存在的问题: 宽的搜索范围宽的搜索范围 高高 span 高分辨率高分辨率 低低RBW 快速二次搜索快速二次搜索 最小时间最小时间 评估指标：评估指标：截获概率截获概率 (POI) POI ：搜索系统能够检测到感兴趣的信号搜索系统能够检测到感兴

7、趣的信号(SOI)的概率的概率目前信号侦测的手段目前信号侦测的手段N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 1489600 VSA 宽带矢量信号分析宽带矢量信号分析仪仪PSA 高性能频谱分析仪高性能频谱分析仪 MXA 中档的频谱分析仪中档的频谱分析仪N9340A 手持式频谱分析仪手持式频谱分析仪测量功能齐全测量功能齐全测量精度高测量精度高测量速度快测量速度快大动态范围大动态范围N6820E信号侦察与监测系统信号侦察与监测系统 现代信号分析仪（现代信号分析仪（SAD)时域、频域、调制域时域、频域、调制域Infiniium Scope +8960189650S超宽带

8、矢量信号分析仪超宽带矢量信号分析仪MXA+89601 中档的矢量信号分析仪中档的矢量信号分析仪PSA+89601 高性能矢量信号分析仪高性能矢量信号分析仪N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 15N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 16N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 17E3238S/N6820E 信号侦测系统信号侦测系统概述概述硬件结构的突破硬件结构的突破信号侦测的工具信号侦测的工具系统集成与配置系统集成与配置应用应用N6820EAgilent Restricted2022-6

9、-9Page 18E3238S/N6820E 信号侦察与监测系统信号侦察与监测系统 优化空中信号侦察和监测优化空中信号侦察和监测 每秒测量几十万个频率点每秒测量几十万个频率点,识别感兴趣的信号识别感兴趣的信号,根据根据警报条件采取行动警报条件采取行动N6820E的结构的结构高速采样高速采样高速数据传输高速数据传输 高速数据处高速数据处理理 （多（多DSP技术）技术）数字下变频数字下变频窄带多通道窄带多通道（96通道）通道）射频前端射频前端应用软件应用软件N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 20N6820E的结构的结构E2730B 调谐器调谐器 (2.7 G

10、Hz) or E2731B 调谐器调谐器 (6.0 GHz)E1439D ADCE9821A 信号处理信号处理器器 IEEE-1394 (火线火线) 连接计算机到连接计算机到 VXI硬件硬件N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 21考虑任意考虑任意2个个分析仪将受到分析仪将受到第三个限制第三个限制频率跨度频率跨度(span)扫描时间扫描时间 测量瞬态信号的能力测量瞬态信号的能力 在合理的时间内完成任在合理的时间内完成任务的能力务的能力分辨带宽分辨带宽 区分两个信号的能力区分两个信号的能力 区分信号和噪声的能力区分信号和噪声的能力实例实例 1 GHz Span

11、 2 kHz RBWE3238S 250 mSec扫描频谱分析仪扫描频谱分析仪5 minutes测量速度的突破测量速度的突破N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 22模拟模拟 IF或或数字数字IF窄带或窄带或r宽带宽带数字处理数字处理 数字数字IF (FFT)模拟模拟 IF窄带窄带Rx IF BW SOI Channel BW宽带宽带Rx IF BW SOI channel BW结构的选择结构的选择取决于任务取决于任务“数字化数字化” 侦测系统侦测系统优化优化POI. 数字测量时间数字测量时间684 毫秒毫秒模拟测量时间模拟测量时间40 分钟分钟数字测量时间

12、数字测量时间30秒秒典型的典型的 HF 频率的情况频率的情况: 12 MHz span60 Hz resolution扫描调谐分析仪扫描调谐分析仪(频谱分析仪频谱分析仪) 低速低速, 单信道测量接收机单信道测量接收机宽带宽带,多信道信号侦测多信道信号侦测系统系统N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 230. 010. 010. 10. 11.1.10.10.100.100.0. 10. 11.1.10.10.100.100.1, 000.1, 000.Resol ut i on (RBW kHz)Resol ut i on (RBW kHz)Sw eep S

13、peed (GHz/Sec)Sw eep Speed (GHz/Sec)4 GHz/SecOr 250 mSec/GHzE3238S 快快1000倍倍!实例实例:1GHz Span2 kHz RBW(500,000 点点!)5 MinutesRF 扫描速度扫描速度 vs. 分辨率分辨率 (E3238S)N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 24Signal of Interest几十万数据点的显示几十万数据点的显示N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 25E3238S/N6820E 信号侦测系统信号侦测系统概述概述硬件结构

14、的突破硬件结构的突破信号侦测的工具信号侦测的工具系统集成与配置系统集成与配置应用应用N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 26信号检测工具信号检测工具 E3238S能够每秒测量几十万个频率点能够每秒测量几十万个频率点 对这些频谱数据能做什么对这些频谱数据能做什么?N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 27N6820E 数据处理流图数据处理流图侦测侦测Alarm TasksTime SnapshotFrequency SnapshotHandoffAudioVisualUser TasksNarrowband Process

15、ingEnergy AlarmsAlarm LogFrequency ListsSearch HardwareThreshold FunctionEnergy Detection Calculate BandwidthParameter ExtractionSpectrum, Amplitude, & BW DataNew Energy DatabasePre-FilterNew Energy LogPost FilterEnergy (Frequency) DetectionWideband SurveyTuner & DigitizerHost ProcessingHost Process

16、ingDSP ProcessingN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 28Alarm TasksTime SnapshotFrequency SnapshotHandoffAudioVisualUser TasksNarrowband ProcessingEnergy AlarmsAlarm LogFrequency Lists“Blue” boxes are User ProgrammableSearch HardwareThreshold FunctionEnergy Detection Calculate BandwidthParameter Ext

17、ractionSpectrum, Amplitude, & BW DataNew Energy DatabasePre-FilterNew Energy LogPost FilterEnergy (Frequency) DetectionWideband SurveySignal ProcessingNarrowband DDC Channelizer HardwareSignal AlarmsSignal DatabaseTask 2Task 1Task N.Alarm TasksTime SnapshotFrequency SnapshotHandoffAudioVisualUser Ta

18、sksNarrowband Collection & Signal ProcessingN6820E 数据处理流图数据处理流图采集采集N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 29能量的判决方法能量的判决方法电平门限判决电平门限判决电磁谱环境判决电磁谱环境判决N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 30能量的判决方法能量的判决方法噪声自适应判决噪声自适应判决用户自定义条件判决用户自定义条件判决N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 31干扰信号的判决方法干扰信号的判决方法噪声自适应判噪声自适应判

19、决决频谱模板判决频谱模板判决频谱相关判决频谱相关判决N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 32干扰信号的判决方法干扰信号的判决方法噪声自适应判噪声自适应判决决频谱峰值点判决频谱峰值点判决调制识别判决调制识别判决N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 33通用信号侦测器通用信号侦测器(Universal Signal Detector)带宽带宽频率或频带频率或频带功率谱形状功率谱形状RBW平均平均调制类型调制类型符号率符号率,带宽带宽, 频偏频偏, 自动自动, 同时同时, 无缝记录无缝记录SOI (原始原始 IQ, AM, o

20、r FM)开发发射信号特征开发发射信号特征,用于自动识别感兴趣的信号用于自动识别感兴趣的信号(SOI)Narrowband ConfirmerNarrowband ConfirmerWideband DetectorWideband DetectorUSD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其他资源其他资源侦测器采用了宽带和窄带结合的技术提高侦测器采用了宽带和窄带结合的技术提高 POIN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 34带宽和频率滤波器带宽和频率滤波器带宽滤波器带宽滤波器 第一判据频率规划频率规划个别的频率频带信道化频带(RT

21、TY)(Broadcast FM)N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 35多个侦测工具同时使用多个侦测工具同时使用N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 36同一频段同时搜索三种信号同一频段同时搜索三种信号N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 37High Resolution and High Speed SpectrumEnergy HistoryAlarmEnergy Detection ThresholdAlarm TasksUniversalHandoffLockedTuner

22、 and ADCNarrowbandDigital Down Converters(32 channels per DDC)Signal ProcessingUniversal:Narrowband ConfirmationTimeDelayUniversal: BW Filter, Freq Plan, Wideband DetectionUVADRecordings.cap.wav.au.16tReportsSignalDB通用信号侦测器通用信号侦测器(Universal Signal Detector)N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 38 显示系

23、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通用信号侦测器(Universal Signal Detector)N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 39High Resolution and High Speed SpectrumEnergy HistoryAlarm ConditionsEnergy Detection ThresholdAlarm TasksHandoffSnapshotFreq. List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信号检测工具N6820EAgilent Restricted

24、2022-6-9Page 40能量历史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%High Speed and High Resolution SpectrumEnergy HistoryAlarm ConditionsEnergy Detection ThresholdAlarm TasksN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 41能量历史能量历史N6820EAgile

25、nt Restricted2022-6-9Page 42报警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)High Speed and High Resolution SpectrumEnergy HistoryAlarm ConditionsEnergy Detection ThresholdAlarm TasksN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 43警报任务警报任务每次报警可以

26、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)High Speed and High Resolution SpectrumEnergy HistoryAlarm ConditionsEnergy Detection ThresholdAlarm TasksN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 44报警及报警任务报警及报警任务N6820EAgilent Restricted2022-6-9

27、Page 45使用快照功能捕获信号使用快照功能捕获信号High Resolution and High Speed SpectrumEnergy HistoryAlarmEnergy Detection ThresholdAlarm TasksHandoffSnapshotFreq. List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Tuner and ADC频率快照文件频率快照文件时间快照文件时间快照文件N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 46捕获快照捕获快照捕获快照可以被触发由警报自动触发手动按快照光标按键N68

28、20EAgilent Restricted2022-6-9Page 47分析快照文件分析快照文件Agilent Snapshot Radio Windows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Agilent 89601 VSA 软件 兼容文件格式 数字解调N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 48窄带信号处理窄带信号处理要求锁定调谐器High Resolution and High Speed SpectrumEnergy HistoryAlarmEnergy Detection ThresholdAlarm Tas

29、ksHandoffSnapshotFreq. ListLockedTuner and ADCTime DelayNarrowbandDigital Down Converters(32 channels per DDC)Signal ProcessingNBRAudioTime Snapshot FileAudio OutputN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 49音频输出音频输出音频输出(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. N6820EAgile

30、nt Restricted2022-6-9Page 50E3238S/N6820E 信号侦测系统信号侦测系统概述概述硬件结构的突破硬件结构的突破信号侦测的工具信号侦测的工具系统集成与配置系统集成与配置应用应用N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 51N6820E Hardware Configurations20 MHz to 2.7 GHz20 MHz to 6.0 GHz100 kHz to 32 MHz (New!)100 kHz to 32 MHz and 20 MHz to 2.7 GHz (New!)100 kHz to 32 MHz and 2

31、0 MHz to 6 GHz (New!)26.5 GHz SystemPSA-series spectrum analyzerVXI ADC and DSPOther ConfigurationsContact AgilentN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 52模数转换器模数转换器E1437 20 MS/sec ADC (8MHz 带宽)E1438 100 MS/sec ADC (40 MHz带宽)E1439 96 MS/sec (36 MHz 70 MHz IF)以上 ADC 都有数字滤波器和存储器100 MHz VCXO102.4 MHz VCX

32、OVXI CLOCKVXI SYNC ClockGenerationIntermodule clockIntermodule sync ExtClock/Ref ExtTrigger Trigger Detect VXI busInterface FIFOMemory Digital FilteringSampling ADCAnti-alias FilterAttenuatorAnalog InLocal busInterfaceVXI BackplaneFPDP InterfaceN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 53 数字信号处理器数字信号处理器E

33、9821A 信号处理器信号处理器 搜索双DSP搜索双DSPADC DataE9821信号处理双DSP#10132通道DDC#200VHF/UHF/32 路窄带通道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N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 54E1368A VXI Microwave SwitchE1472A 50W W RF MultiplexerN6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 55 控制器控制器 & I/OLTPC2 Laptop PCE8491B 火线零槽 N6820E

34、Agilent Restricted2022-6-9Page 56 主机箱主机箱E8408A 4 槽, C-Size, VXI 主机箱MFRAME1 5 槽, C-Size, VXI主机箱E1421B 6 槽, C-Size, VXI主机箱E8404A 13 槽, C-Size, VXI主机箱N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 57用户编程用户编程(选件选件 ASD)选件 ASD允许用户开发扩展加到N6820E主机PC软件上,使用C/C+编程工具. 用户可以生成: 菜单 显示框 挂断接收机驱动 警报任务 能量特征 能量滤波器N6820EAgilent Re

35、stricted2022-6-9Page 58程序控制程序控制 APIN6820E 网络配置接口可以使其他应用发送命令,查询设置和接收数据.提供标准的库和交叉平台集成到其他系统中. N6820E .NET编程接口是高层的编程接口. 使.NET结构应用很容易与N6820E接口. N6820E的主要指标的主要指标主要指标N6820E（E2730、E2731）N6820E（PSA）频率范围20MHz3GHz、6GHz3Hz26.5 GHz分辨带宽8Hz2.8MHz8Hz2.8MHz扫描速度3GHz/s（1kHz RBW)700MHz/s（1kHz RBW)频率稳定度(偏离100kHz)110dBc/

36、Hz +5dBm +16 dBm (typ)寄生响应 -110dBm -100dBmADC 寄生杂散响应-90dBsADC 谐波失真-90dBs-90dBsN6820E的主要功能的主要功能1. 快速频谱测量2. 新能量检测（电平、电磁谱背景、噪声自适应、用户自定义判决工具）3. 新能量数据库功能，简化频谱监测结果分类4. 多条件报警功能及多告警任务功能5. 数字下变频功能，进行96通道窄带信号处理6. 时域和频域数据记录功能，数据文件兼容其它信号分析软件，支持软件、硬件回放7. 自动调制识别8. 开放的硬件、软件平台，便于用户编程定制功能和系统集成9. 与89601矢量信号分析软件配合，进行信号的测量与分析N6820EAgilent Restricted2022-6-9Page 61 Thank You此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！