频谱监测及瞬态信号捕.ppt
Group/Presentation TitleAgilent Restricted,2023/9/29,Page 1,频谱监测及瞬态信号捕获技术,E3238S/N6820E 侦测系统,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 2,概述硬件结构的突破信号侦测的工具系统集成与配置应用,内容:,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 3,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（站）。,N6820E的主要应用,应用1 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,N6820E的主要应用,应用2 国家安全与防御,信号形式和方式多样 大量的民用、军用频率 高风险的冲突区域 敏感区域,组建信号监测系统，用于敌对势力的无线信号的监测、记录与分析,N6820E的主要应用,应用3 电子情报系统,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 7,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,应用4 国家频谱管理,N6820E的主要应用,应用5 通信卫星的监测,N6820E的主要应用,应用6 飞机通信系统质量的EMC监测,10-12 天线 没有屏蔽室可用 使用频谱仪不满足要求PSA与N6820E结合提高测量频率范围,信号侦测的要求,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：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:技术:最大概率捕获信号、识别信号,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 12,信号侦测的过程,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 13,搜索系统分为两类:模拟 扫描频谱仪、接收机(模拟 IF)（逐渐被淘汰，仍然在使用）数字 RF下变频模块+ADC+DSP（目前主要的仪器设备）目前搜索系统存在的问题:宽的搜索范围 高 span高分辨率 低RBW快速二次搜索 最小时间 评估指标：截获概率(POI)POI：搜索系统能够检测到感兴趣的信号(SOI)的概率,目前信号侦测的手段,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 14,89600 VSA 宽带矢量信号分析仪,PSA 高性能频谱分析仪,MXA 中档的频谱分析仪,N9340A 手持式频谱分析仪,测量功能齐全,测量精度高,测量速度快,大动态范围,N6820E信号侦察与监测系统,现代信号分析仪（SAD),时域、频域、调制域,Infiniium Scope+89601,89650S,超宽带矢量信号分析仪,MXA+89601 中档的矢量信号分析仪,PSA+89601 高性能矢量信号分析仪,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 15,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 16,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 17,E3238S/N6820E 信号侦测系统,概述硬件结构的突破信号侦测的工具系统集成与配置应用,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 18,E3238S/N6820E 信号侦察与监测系统,优化空中信号侦察和监测每秒测量几十万个频率点,识别感兴趣的信号,根据警报条件采取行动,N6820E的结构,高速采样,高速数据传输,高速数据处理（多DSP技术）,数字下变频,窄带多通道（96通道）,射频前端,应用软件,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 20,N6820E的结构,E2730B 调谐器(2.7 GHz)or E2731B 调谐器(6.0 GHz),E1439D ADC,E9821A 信号处理器,IEEE-1394(火线)连接计算机到 VXI硬件,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 21,考虑任意2个分析仪将受到第三个限制,频率跨度(span),扫描时间测量瞬态信号的能力在合理的时间内完成任务的能力,分辨带宽区分两个信号的能力区分信号和噪声的能力,实例1 GHz Span2 kHz RBW,E3238S250 mSec,扫描频谱分析仪5 minutes,测量速度的突破,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 22,模拟 IF或,数字IF,窄带或r,宽带,数字处理,数字IF(FFT),模拟 IF,窄带,Rx IF BW,SOI Channel BW,宽带,Rx IF BW,SOI channel BW,结构的选择取决于任务,“数字化”侦测系统优化POI.,典型的 HF 频率的情况:12 MHz span60 Hz resolution,扫描调谐分析仪(频谱分析仪),低速,单信道测量接收机,宽带,多信道信号侦测系统,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 23,4 GHz/SecOr 250 mSec/GHz,E3238S 快1000倍!,实例:1GHz Span2 kHz RBW(500,000 点!),5 Minutes,RF 扫描速度 vs.分辨率(E3238S),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 24,Signal of Interest,几十万数据点的显示,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 25,E3238S/N6820E 信号侦测系统,概述硬件结构的突破信号侦测的工具系统集成与配置应用,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 26,信号检测工具,E3238S能够每秒测量几十万个频率点 对这些频谱数据能做什么?,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 27,N6820E 数据处理流图侦测,Search Hardware,Threshold Function,Energy Detection,Calculate Bandwidth,Spectrum,Amplitude,&BW Data,New Energy Database,Pre-Filter,New Energy Log,Post Filter,Energy(Frequency)Detection,Wideband Survey,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 28,“Blue”boxes are User Programmable,Search Hardware,Threshold Function,Energy Detection,Calculate Bandwidth,Spectrum,Amplitude,&BW Data,New Energy Database,Pre-Filter,New Energy Log,Post Filter,Energy(Frequency)Detection,Wideband Survey,N6820E 数据处理流图采集,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 29,能量的判决方法,电平门限判决,电磁谱环境判决,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 30,能量的判决方法,噪声自适应判决,用户自定义条件判决,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 31,干扰信号的判决方法,噪声自适应判决,频谱模板判决,频谱相关判决,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 32,干扰信号的判决方法,噪声自适应判决,频谱峰值点判决,调制识别判决,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 33,通用信号侦测器(Universal Signal Detector),带宽频率或频带功率谱形状RBW平均调制类型符号率,带宽,频偏,自动,同时,无缝记录SOI(原始 IQ,AM,or FM),开发发射信号特征,用于自动识别感兴趣的信号(SOI),Narrowband Confirmer,Narrowband Confirmer,Wideband Detector,Wideband Detector,USD,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,侦测器采用了宽带和窄带结合的技术提高 POI,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 34,带宽和频率滤波器,带宽滤波器 第一判据频率规划个别的频率频带信道化频带,(RTTY),(Broadcast FM),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 35,多个侦测工具同时使用,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 36,同一频段同时搜索三种信号,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 37,High Resolution and High Speed Spectrum,Energy History,Alarm,Energy Detection Threshold,Alarm Tasks,Universal,Handoff,LockedTuner and ADC,NarrowbandDigital Down Converters(32 channels per DDC),Signal Processing,Universal:Narrowband Confirmation,TimeDelay,Universal:BW Filter,Freq Plan,Wideband Detection,UVAD,SignalDB,通用信号侦测器(Universal Signal Detector),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 38,显示系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(Universal Signal Detector),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 39,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,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 40,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%,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 41,能量历史,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 42,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),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 43,警报任务,每次报警可以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),N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 44,报警及报警任务,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 45,使用快照功能捕获信号,High Resolution and High Speed Spectrum,Energy History,Alarm,Energy Detection Threshold,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,时间快照文件,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 46,捕获快照,捕获快照可以被触发,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 47,分析快照文件,Agilent Snapshot RadioWindows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 Restricted,2023/9/29,Page 48,窄带信号处理,要求锁定调谐器,High Resolution and High Speed Spectrum,Energy History,Alarm,Energy Detection Threshold,LockedTuner and ADC,Time Delay,NarrowbandDigital Down Converters(32 channels per DDC),Time Snapshot File,Audio Output,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 49,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.,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 50,E3238S/N6820E 信号侦测系统,概述硬件结构的突破信号侦测的工具系统集成与配置应用,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 51,N6820E Hardware Configurations,20 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 20 MHz to 6 GHz(New!)26.5 GHz SystemPSA-series spectrum analyzerVXI ADC and DSPOther ConfigurationsContact Agilent,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 52,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 VCXO,102.4 MHz VCXO,VXI CLOCK,VXI SYNC,ClockGeneration,Intermodule clock,Intermodule sync,ExtClock/Ref,ExtTrigger,Trigger Detect,VXI busInterface,FIFOMemory,Digital Filtering,Sampling ADC,Anti-alias Filter,Attenuator,Analog In,Local busInterface,VXI Backplane,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 53,数字信号处理器,E9821A 信号处理器,VHF/UHF/32 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 Restricted,2023/9/29,Page 54,E1368A VXI Microwave Switch,E1472A 50W RF Multiplexer,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 55,控制器&I/O,LTPC2 Laptop PCE8491B 火线零槽,N6820EAgilent Restricted,2023/9/29,Page 56,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 Restricted,2023/9/29,Page 57,用户编程(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 Restricted,2023/9/29,Page 58,程序控制 API,N6820E 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,N6820E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 Restricted,2023/9/29,Page 61,Thank You,
