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RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案

发布日期:2024-08-16     作者: 安泰测试     浏览数:   

  相对于有线通信来说,无线通信有着无需传播介质、无需布线、成本低廉、适应能力强等优点。因此无线收发系统被广泛应用在现代社会中,包括物联网、无线通信设备、遥控器、智能家居、工业自动化、医疗设备等领域。它们为人们提供了更加便捷、灵活的通信方式,促进了信息交流和设备之间的互联互通。

  本次客户需要对待测物进行无线收发系统测试,基于客户测试场景与实际测试需求,普源精电提供了相应的测试解决方案。

  客户案例

  无线收发系统测试

  为确保无线系统在信息发射、传输以及接收的环节中不出错,就需要进行无线收发系统测试,主要包含三部分:

  1.无线信号发射测试,是对设备发射的无线信号质量进行测试和评估的过程。

  2.无线信号接收测试,是对无线设备接收信号能力进行测试和评估的过程。

  3.天线测试,如下图所示:

RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图1)


  ▲无线收发测试

  测试挑战:

  1.无线传输中调制是必不可少的一环,但不同的产品、不同环境及不同应用所涉及的调制也五花八门。例如模拟调制AM、FM多用于无线广播电台;简单的数字调制ASK、FSK多用于遥控器、遥控钥匙、ETC、停车收费系统、门禁、无线抄表等应用中;除此之外还有较复杂的数字调制,如QAM、QPSK、4FSKD等等,此类复杂调制多用于有标准的通信协议中,如手机通信、Zigbee、蓝牙、WIFI等等。

  2.复杂的数字调制多数是瞬时信号,间歇性发射,信号活跃时间短,而普通扫频式频谱仪无法完整捕获信号。

  3.大多数的复杂调制有自己特有的协议方式,例如Zigbee、WIFI等,常规的IQ调制无法模拟这个信号。

  解决方案

  无线收发系统测试

  发射测试

  发射测试主要包含频率、功率、解调等测试,所以常用频谱仪来测试。和常用的模拟和扫频频谱仪相比,RIGOL的RSA系列实时频谱仪在9KHz~6.5GHz频率范围内能很好地满足发射测试中的应用需求。


RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图2)

  ▲扫频模式和实时模式测试对比

  通过对比可以看到,RIGOL实时频谱仪POI时间7.45μs,可以很好的捕获无线测试瞬时信号,显示还原信号最真实的频率分布谱线,同时频谱仪包含高级测量功能,可以快速测试时域功率、邻道功率、多通道功率、占用带宽、发射带宽、载噪比等参数,满足无线信号的多种专用参数测试需求。

RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图3)


  ▲RIGOL频谱仪扫频、实时和高级测量功能

  同时,RIGOL实时频谱仪还包含ADM解调功能和VSA信号分析功能:

  •ADM解调功能,能解调分析AM、FM、PM信号的调制参数,通过对解调参数的分析,能更好的判断发射设备的性能。

  •VSA信号分析功能,能解调分析常见的IQ调制信号,包括ASK、FSK、PSK、QAM信号,这样就能对一些复杂数字调制信号进行分析,观察信号的星座图,眼图等参数,测试解调数据以及EVM。

  接收测试

  接收灵敏度测试是无线系统中测试技术最复杂的部分。业内往往使用误码仪直接测试,但是误码仪的测试频率范围、调制方式等都受到限制,而且成本高昂。RIGOL推出的接收灵敏度测试方案测试流程如下:

RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图4)


  ▲RIGOL接收灵敏度测试方案

  该方案有以下优点:

  ·数据长度更长,RIGOL的函数任意波形发生器提供最高512M的数据长度,可以模拟100Mbit速率数据长达50ms,更加接近于真正的随机序列数据;

  ·射频信号功率、频率范围广,本案例中信号调制主要由RIGOL的DSG家族产品实现,该系列产品可以提供1.5GHz~20GHz的频率选择范围,功率低至-130dBm,基本覆盖绝大多数应用场景;

  ·调制方式可选择性高,RIGOL提供的射频信号源均可以选配IQ调制功能,可以有效模拟如QAM、QPSK、4FSK等复杂调制信号;

  ·成本极低,以433MHz的FSK调制接收灵敏度为例,我们称之为“最小系统”,相对于误码仪测试成本下降十倍以上。

  天线测试

  天线作为无线收发系统中的一个重要载体,承担着发射信号、接收信号的重要作用。天线测试中,驻波比是最重要的一个测试参数。天线驻波比测试大多采用矢网来完成,但是成本较高,而且对矢网的利用率比较低。RIGOL测试天线驻波比有两种可选方案:

  •DSA-TG系列频谱仪加电桥来完成天线驻波比测试,该方案可以实现7.5GHz范围内的天线测量。

  •发射测试中用到的RSA5000N系列实时频谱仪,该机器不仅可以完成发射测试中的ADM模拟解调、VSA矢量信号解调,还具有简单的VNA矢网模式,可以轻松胜任6.5GHz频率范围内天线驻波比测试。

RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图5)


  ▲RIGOL接收灵敏度测试方案

  这两种方案相对于专业矢网来说,都有效的节约了综合成本,可完成多项测试。

  发射/天线测试

  RSA5000系列频谱分析仪

  在无线收发系统测试中,发射和天线测试都需要选择实时频谱分析仪,以更好地捕获无线测试瞬时信号,显示还原最真实的频率分布谱线,同时对常见的调制信号进行解调。

RSA5000实时频谱分析仪在无线收发系统测试方案(图6)


  产品支持:

  RIGOL RSA5000

  实时频谱分析仪

  产品特点:

  ■频率范围最高可达6.5GHz

  ■显示平均噪声电平DANL<-165dBm(典型值)

  ■相位噪声<-108dBc/Hz(典型值)

  ■实时分析带宽可达40MHz

  ■RTSA/EMI/VNA/VSA分析功能

  ■10.1英寸多点触摸屏,支持手势操作




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