Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2009 №7

R&S FSH4/FSH8: портативные анализаторы спектра следующего поколения

Вагнер Райнер


Компания Rohde & Schwarz выпустила портативные анализаторы спектра следующего поколения FSH4/FSH8. Данные анализаторы спектра представляют собой высокоуровневые универсальные приборы, предназначенные для установки и технического обслуживания систем ВЧ-передатчиков в эксплуатационных условиях. Приборы являются дальнейшим развитием серии портативных анализаторов спектра семейства FSH. Обладая всеми достоинствами предыдущих моделей, анализаторы спектра R&S FSH4 и R&S FSH8 получили расширенные функциональные возможности и улучшенные метрологические характеристики в ответ на возрастающие требования заказчиков.

Новый, уже знакомый

Анализаторы спектра R&S FSH4 и R&S FSH8 выполнены в едином конструктивном решении для семейства R&S FSH (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид анализатора R&S FSH8

Приборы эргономичны, просты в обращении, способны выдержать жесткие эксплуатационные условия и, в силу малого веса (менее 3 кг), являются самыми легкими и компактными портативными анализаторами спектра в своем классе. Характерными особенностями приборов являются: большой высококонтрастный цветной дисплей 6,5", разъем для карты памяти SD, интерфейсы USB/LAN, а также защищенная крышкой, легко заменяемая аккумуляторная батарея. Также значительно расширены и усовершенствованы «внутренние» качества анализаторов:

  • Встроенный КСВН-мост.
  • Полные двухпортовые измерения параметров рассеяния.
  • Улучшенная погрешность измерения уровня и линейность шкалы.
  • Улучшенные на 10 дБ диапазоны по собственным шумам, фазовым шумам и интермодуляционным искажениям.
  • Узкополосные фильтры полос пропускания от 1 Гц.
  • Скорость развертки увеличена до 5 спектрограмм в секунду.

Улучшенные ВЧ-характеристики обеспечивают получение достоверных результатов

Например, спектральная плотность среднего уровня собственного шума -163 дБмВт/Гц на частоте 2 ГГц при включенном встроенном предусилителе обеспечивает возможность надежного измерения даже самых слабых сигналов. Прибор также способен проводить измерения малых уровней сигналов в условиях наличия паразитных сигналов большого уровня без возникновения интермодуляционных помех. Значение точки пересечения по интермодуляционным составляющим третьего порядка равно +15 дБмВт, что позволяет сравнивать эти анализаторы с представителями высшего класса настольных приборов. Погрешность измерения уровня сигнала составляет не более 1 дБ для измерений в диапазоне до 3,6 ГГц и не более 1,5 дБ в диапазоне до 8 ГГц.

Рис. 2. Одновременный вывод на экран амплитуды и фазы в режиме работы с разделенным экраном

Дисплей — простой, надежный, с высоким уровнем детализации

Разрешение дисплея — 640x480 пикселей. Возможно разделение областей экрана для отдельного отображения требуемых параметров, например, для одновременного отображения двух диаграмм амплитуды и фазы в режиме векторного анализа сетей (рис. 2). Информация на регулируемом по цвету, яркости и контрастности и оснащенном функцией черно-белого режима дисплее анализатора R&S FSH легко читается даже в сложных условиях освещенности.

Принцип управления: гибкость в применении — еще большая направленность на основные функции

Простая структура меню и отдельные клавиши для часто используемых функций обеспечивают эффективную работу. Например, у пользователя теперь появляется возможность прямого доступа к предельным линиям и важным маркерным функциям. Выбранная функция может быть активирована немедленно нажатием клавиши Enter на поворотной кнопке. Клавиша MODE производит переключение между рабочими режимами, например, режимом анализатора спектра, векторного анализатора сетей или режимом измерителя мощности. Благодаря вертикальной конструкции прибора, у пользователя имеется свободный доступ ко всем клавишам, и отсутствует необходимость в специальном размещении анализатора. При нажатии клавиши "camera" производится снимок экрана с требуемым содержимым, который затем сохраняется как графический файл в целях документирования. Пользователи, еще не знакомые с прибором, смогут легко и быстро научиться управлять анализатором R&S FSH, а пользователи, уже работавшие с анализатором первого поколения, легко сориентируются в уже знакомой среде.

Встроенный КСВН-мост и множество дополнительных функций

Помимо базовых моделей анализаторов, компания Rohde&Schwarz предлагает модели со встроенным следящим генератором, а также модели с интегрированным КСВН-мостом для векторного анализа сетей. Датчик мощности, также поставляемый компанией Rohde&Schwarz, превращает анализатор в высокоточный измеритель мощности. Таким образом, предлагаемый анализатор спектра R&S FSH объединяет в одном устройстве все функции, необходимые для установки и обслуживания радиопередающих систем: это оценка спектра пропускания, обнаружение помех, измерение мощности передачи, проверка согласования антенн, проверка антенных усилителей и измерение качества антенных кабелей.

Аккумуляторное питание и расширенный объем памяти для автономной работы

Новый анализатор R&S FSH оснащен ион-но-литиевой батареей, обеспечивающей высокую мощность при малом весе. Батарея обеспечивает непрерывную работу прибора до 4,5 часа. Если работа в полевых условиях продолжается дольше этого времени, можно легко на месте заменить батарею, что обеспечит функционирование прибора в течение полного рабочего дня.

Встроенная память на моделях R&S FSH4 и R&S FSH8 сохраняет до 256 результатов наряду с соответствующими параметрами настройки. Объем памяти может быть расширен за счет карты памяти SD. Карта емкостью 1 Гб способна сохранять не менее 5000 записей данных; ПК требуется только для обработки результатов или архивирования данных.

Обновленная функция дистанционного управления

Анализатор подсоединяется к ПК через сетевой интерфейс LAN или USB. Поскольку всеми измерительными функциями анализатора R&S FSH можно управлять дистанционно, портативные анализаторы могут быть интегрированы в специализированные пользовательские программы. Совместимый с интерфейсом SCPI набор команд облегчает программирование.

Рис. 3. Пыле- и влагозащитные крышки для предохранения разъемов прибора

Базовый блок для всех областей применения

Шесть моделей R&S FSH полностью соответствуют отдельным требованиям относительно частотного диапазона и функциональных характеристик. Анализаторы R&S FSH4 и R&S FSH8 предназначены для работы в частотном диапазоне от 3,6 ГГц и от 8 ГГц соответственно. Модели со встроенным следящим генератором способны дополнительно определять характеристики передачи кабелей, фильтров, усилителей и пр. Модели со встроенным следящим генератором и интегрированным КСВН-мостом — превосходный выбор для тестирования антенных систем, включая измерение расстояния до поврежденного участка кабелей. Все модели оснащены переключаемым предусилителем, обеспечивающим повышенный уровень чувствительности. В таблице перечислены основные характеристики различных моделей.

Таблица. Основные характеристики моделей R&SFSH4/R&SFSH8

Модель

Частотный диапазон Пред-усилитель Следящий генератор Встроенный КСВН-мост
4 модель 04 от 9 кГц до 3,6 ГГц V - -

00 со

CCL

модель 14 от 9 кГц до 3,6 ГГц V V -
модель 24 от 100 кГц до 3,6 ГГц V V V
8 модель 08 от 9 кГц до 8 ГГц V - -

00 СО CCL

модель 18 от 9 кГц до 8 ГГц V V -
модель 28 от 100 кГц до 8 ГГц V V V

Модели удобны при установке и техническом обслуживании радиопередающих систем

Организация надежной зоны обслуживания является основной задачей операторов мобильной радиосвязи, радиовещания и радиокоммуникационных сетей. Поэтому необходим непрерывный контроль радиопередающих систем. Оснащенные широким диапазоном функций, портативные анализаторы спектра R&S FSH4/FSH8 поддерживают почти все виды радиоизмерений, встречающиеся в сфере технического обслуживания, установки и ремонта радиопередающих систем. Анализаторы выполняют все необходимые измерения с высокой скоростью и точностью, обеспечивая реализацию следующих функций:

  • Измерение расстояния до поврежденного участка (DTF) кабелей.
  • Измерение потерь в однопортовых кабелях.
  • Двухпортовый векторный анализ сетей.
  • Измерение качества сигнала.
  • Обнаружение помех.
  • Высокоточное измерение мощности при помощи датчиков мощности.

Эффективное тестирование антенных систем

Если передающая система не функционирует надлежащим образом или мощность передатчика слишком мала, причины могут быть различны. Наиболее распространенными причинами являются рассогласование антенны, неисправность усилителей и высокие потери в кабеле. Анализатор R&S FSH быстро и точно определяет характеристики ВЧ-кабелей при помощи функций измерения расстояния до поврежденного участка (DTF) и измерения потерь в кабеле при подключении только одного конца кабеля. При помощи функции измерения расстояния до поврежденного участка анализатор определяет расстояние до неисправности, причиной которой может служить пережатие кабеля, а также ослабление или окисление кабельных соединений (рис. 4). Встроенная пороговая функция обеспечивает вывод на экран только подлинных повреждений кабеля, то есть повреждений, при которых уровень значений превышает допустимый предел. Это существенно упрощает оценку результатов измерений.

При помощи функции измерения потерь пользователь может определить потери в проложенных кабелях, прилагая минимальные усилия. Достаточно просто подсоединить один конец кабеля к порту тестирования R&S FSH. Другой конец замыкается накоротко или остается открытым.

Если в результате проверки кабелей не было выявлено повреждений, причиной может быть рассогласование антенны или неисправность усилителей мощности. В данном случае необходимо проверить фильтр передатчика. Неисправный фильтр может стать причиной работы базовой станции вне диапазона полосы частот.

Для проверки согласования антенны и усилителей мощности модели анализаторов, оснащенные следящим генератором и КСВН-мостом, могут легко преобразовываться в векторные анализаторы сетей посредством установки соответствующего опционального программного обеспечения. Согласование антенны и характеристики передачи фильтров и усилителей легко определяются в прямом и обратном направлении.

Рис. 4. Измерение расстояния до поврежденного участка (DTF) кабеля

Функция коррекции систематических ошибок, работающая в режиме векторного анализа сетей, обеспечивает максимальную точность. Встроенная функция смещения постоянного тока позволяет запитывать активные тестируемые устройства, такие как усилители, непосредственно через ВЧ-кабель. Данная функция особенно полезна в случае использования монтируемых на мачте усилителей базовой станции беспроводной связи.

Измерение качества сигнала

Анализатор R&S FSH предлагает тестовые программы для определения качества сигнала. Используя функцию измерения мощности TDMA (временное разделение каналов с многостанционным доступом), анализатор определяет мощность пакета импульсов GSM в пределах временного интервала в динамическом режиме. Анализатор проверяет соответствие шаблона мощности базовой станции спецификациям и заданным минимальным и максимальным значениям.

Мощность определяемого пользователем канала передачи может быть измерена при помощи функции измерения мощности канала. Анализатор R&S FSH выполняет измерение мощности канала для цифровых стандартов мобильной радиосвязи 3GPP WCDMA, cdmaOne и CDMA2000 при нажатии клавиши (рис. 5).

Рис. 5. Измерение мощности канала сигнала 3GPP WCDMA

Рис. 5. Измерение мощности канала сигнала 3GPP WCDMA

Образцовый измеритель мощности

Измерять выходную мощность передатчика необходимо непосредственно после установки, переустановки или ремонта радиопередающей системы, а также при малой мощности выходных каскадов передатчика. В радиопередающих системах с интегрированным ответвителем мощности вывод и измерение мощности производится при помощи одного из поглощающих датчиков мощности, поставляемых в качестве принадлежностей. В радиопередающих системах без ответвителя мощности используются датчики направления мощности. Датчики мощности обеспечивают одновременное измерение выходной мощности и согласование антенны в процессе выполнения операции.

Обнаружение помех

Даже в случае надлежащего функционирования передатчика и антенны неблагоприятное влияние на систему могут оказывать соседние мешающие сигналы. Благодаря высокой чувствительности (до -163 дБмВт (1 Гц)) и низкому уровню фазового шума (-95 дБн/Гц) при отстройке от несущей 10 кГц, анализаторы R&S FSH4 и R&S FSH8 легко детектируют помехи, близкие к несущей.

Измерение электромагнитных полей

Анализатор R&S FSH также способен детектировать электромагнитные поля. Обладая широким частотным диапазоном до 8 ГГц, прибор охватывает все службы беспроводной связи, включая мобильную радиосвязь (GSM, CDMA, UMTS, DECT и стандарт LTE), Bluetooth, WLAN (IEEE 802.11a, b, g, n), WiMAX, а также радио- и телевизионное вещание. Максимальная интенсивность поля определяется при помощи направленных антенн. Анализатор учитывает калибровочный коэффициент подсоединенной антенны и напрямую выводит напряженность поля в дБмкВ/м. Результирующая интенсивность поля измеряется при помощи изотропной антенны R&S TS-EMF. Анализатор R&S FSH предлагает определяемые пользователем предельные линии с функцией автоматического мониторинга для упрощения анализа результатов.

Возможность использования в лабораторных условиях

Анализатор R&S FSH можно использовать как настольный прибор. В лабораторных условиях он способен выполнять широкий диапазон задач, включая измерения частоты и уровня, точные измерения мощности до 18 ГГц, векторный анализ сетей для определения характеристик усилителей и фильтров, а также создавать автоматические тестовые последовательности под дистанционным управлением через LAN или USB. В сочетании с зондами ближнего поля R&S HZ-15 анализатор превращается в экономичное средство диагностики для локализации участков с проблемной ЭМС на печатных платах, встроенных цепях, кабелях и экранирующих оболочках.

Документирование и архивирование

Документирование и архивирование результатов измерений — основные аспекты при выполнении задач по установке и техническому обслуживанию. Для облегчения выполнения данных задач анализатор R&S FSH оснащается программным обеспечением с широкими возможностями — R&S FSH4View Windows, которое выполняет обработку данных на ПК (рис. 6). ПО помогает изменять параметры настройки, позволяя пользователю, например, конфигурировать накопители прибора за минимальный период времени.

Рис. 6. Анализ результатов измерений на ПК при помощи программного обеспечения R&S FSH4View


Основные функции ПО R&S FSH4View:

  • Последующая обработка результатов измерений посредством экспортирования данных в формат ASCII или Excel.
  • Хранение графических данных в стандартных форматах.
  • Сравнение результатов измерений.
  • Автоматическое сохранение результатов измерений через определенные промежутки времени.
  • Дистанционный контроль уровня сигнала через LAN посредством долговременной непрерывной передачи разверток.
  • Анализ результатов измерений посредством отображения/скрытия и смещения маркеров, а также последующим выводом предельных линий.
  • Редактор для генерации предельных линий, калибровочных коэффициентов антенны, списков каналов и данные параметров кабелей для измерения расстояний до поврежденных участков.
  • Передача параметров настройки.

Заключение

Мобильность, простота управления, превосходные измерительные характеристики и универсальные функции — это те преимущества, которые позволяют новым анализаторам R&S FSH упростить и облегчить ежедневную работу специалистов. Небольшой вес (всего 3 кг вместе с батареей) делает этот прибор идеальным для мобильного использования. Батарея обеспечивает непрерывную работу прибора в течение 4,5 часа. Если работа в полевых условиях продолжается дольше данного времени, можно на месте легко заменить батарею. Поскольку анализаторы соответствуют классу защиты IP51 и имеют влаго- и пылезащитные разъемы, они являются надежными инструментами даже при неблагоприятных условиях окружающей среды.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке