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11-2016

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Wireless lich. Diese

Wireless lich. Diese RTSAs sind praktische Geräte, um Interferenzen in unterschiedlichsten Anwendungen aufzuspüren. Messung der Interferenz-Frequenz Normalerweise werden die verschiedenen Trace-Modi eines Spektrumanalysators genutzt, um Hochfrequenz-Signale zu charakterisieren. Zu den gängigen Funktionen gehört die Ermittlung von Spitzenwerten, Mittelwert und Minimalwert. Allerdings lässt sich auch mit Hilfe dieser Trace-Modi nur schwierig bestimmen, wie oft ein Signal auftritt, oder ob ein Signal mit anderen Signalen im selben Frequenzbereich in Bezug steht. RTSAs bieten eine Lösung für dieses Problem: Schnelle Spektrumdarstellung mit Nachleuchteffekt. Bei einem Echtzeit-Spektrumanalysator führt das Instrument zur Messung des Spektrums in jedem Frequenzbereich bis zum maximalen Echtzeit-Frequenzbereich kein Sweeping durch. Dadurch kann es das Spektrum Zehntausende Mal pro Sekunde messen. Allerdings lässt sich das Spektrum nicht so schnell darstellen. Um dieses Problem zu umgehen, wurden Spektrumanalysatoren mit nachleuchtenden Displays entwickelt (Bild 3). Ein Display mit Nachleuchtefunktion (oder Digitalphosphor- Display) zeichnet die Signale übereinander auf - Pixel für Pixel - so oft, wie die Messung erfolgt. Die Farbe des Pixels verdeutlicht, wie oft ein Signal aufgetreten ist. Bei einer Temperaturskalierung bedeutet ein rotes Pixel, dass das Signal häufig vorkommt, während es bei Blau weniger häufig ist. Mit der Kombination von schnellen Spektrum-Messungen und Nachleuchten können selten auftretende Ereignisse leichter identifiziert werden. Bei der Echtzeit- Darstellung ist die Einstellung des RBW-Filters sehr sorgfältig auszuwählen. Wie bei einer normalen Spektrum-Darstellung beeinflusst das RBW-Filter sehr Bild 4: Das Spektrogramm ermöglicht eine Aufzeichnung des Spektrums über eine längere Zeit und die spätere Betrachtung problematischer Bereiche stark die Geschwindigkeit der Spektrum-Messungen. Eine wichtige Spezifikation eines RTSA ist die Erfassungswahrscheinlichkeit (POI - Probability of Intercept). Dieser Wert spezifiziert die minimale Signaldauer, die das Instrument sicher erfassen kann. Die Auswahl eines schmalen RBW verändert die POI der Messung - ein wichtiger Faktor, der beachtet werden muss. Das Gesamtbild Obwohl mit einem Nachleucht- Display eine viel größere Menge an Informationen als mit einer normalen Spektrum-Darstellung gewonnen werden kann, offenbart auch diese Methode immer noch nicht das Gesamtbild. In der modernen Funktechnik kommen verschiedene Protokolle zum Einsatz, die CCA-Verfahren (Clear Channel Assessment) nutzen. Derartige Sender können feststellen, wie stark ein Funkkanal belegt ist und starten die Übertragung erst, wenn kein anderer die Frequenz nutzt. Selbst ein schnelles Nachleucht-Display kann die Timing-Beziehungen zwischen zwei Signalen nicht darstellen. Um das Timing von Signalen zu bestimmen, wird die Spektrogramm-Funktion benötigt (Bild 4). Diese stellt die Spektrum- Daten über der Zeit dar, um zu bestimmen, wie oft die Signale aktiv sind. Spektrogramme sind eine Art Wasserfall-Anzeige, welche die Spektrum-Aktivität über der Zeit darstellen. Wie in einer typischen Spektrum- Anzeige liegen die Start-Frequenz am linken Ende und die Stopp-Frequenz am rechten Ende des X-Achse. Die Amplituden- Skala ist auf der Y-Achse aufgetragen, wobei die Farbe die jeweilige Signalamplitude verdeutlicht - rot für die höchste Amplitude und schwarz für die niedrigste. Das Spektrogramm wird aus den erfassten Spitzenwert-Daten der Nachleuchtfunktion zusammengesetzt, wobei die Menge der aggregierten Spektrum-Daten durch den Anwender festgelegt wird. Mit diesen Steuermöglichkeiten kann der Anwender die Daten über eine längere Zeitdauer (Stunden) aufzeichnen und dann exportieren sowie die Ergebnisse weitergeben. Das ist besonders nützlich, wenn es ein schwieriges Interferenzproblem gibt und das Spektrum über eine gewisse Zeit überwacht werden muss. Bei einem Intermodulationsproblem kann das Spektrogramm helfen, die grundlegenden Elemente der Mischung zu bestimmen. Entscheidend dabei ist, dass mit einem RTSA die Spektrum- Information gleichzeitig für den kompletten Zeitbereich gemessen wird. Dies bedeutet, dass mit diesen Daten eine visuelle Korrelation der Trägersignale möglich ist, um die Timing-Beziehungen zwischen den Trägersignalen der Quelle und den Interferenzprodukten zu prüfen. Auf zur Jagd! Interferenzen sind unerwünschte Störungen in unserer drahtlosen Welt, die immer vorhanden sein werden. Die beste Lösung für dieses wichtige Problem sind gute Jäger mit Echtzeit-Spektrumanalysatoren, die Störsignale anzeigen können, egal, wie schwer erfassbar diese sind. ◄ Über den Verfasser: Dean Miles is a senior EMEA Technical Marketing Manager at Tektronix responsible for Tektronix’ High Performance Product Portfolio. Dean has held various positions with Tektronix during his more than 20 years with the company, including Global Business Development Manager for Tektronix RF Technologies and Business Development Manager for Tektronix’ Optical Business Unit. Dean has presented Tektronix’ technologies in more than 80 countries around the world, met with more than 10,000 engineers and had more than 40 technical papers published. 50 hf-praxis 11/2016

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