導語
在頻譜監測的過程中會涉及到許許多多“帶寬”的概念,這些概念相對基礎但對于整個頻譜監測過程而言卻十分重要。以實時帶寬為例,在平常,我們也會遇到有朋友問我們的掃頻式頻譜儀“實時帶寬“是多少,或者對我們的實時頻譜分析儀問道掃頻時間是多久,這自然是沒辦法回答的,因為他們不存在這些對應的概念,顯然這就是對這些概念不夠清晰的結果。
因此我們將為大家帶來一次清晰易懂的參數講解,幫助大家明確相關概念以及在頻譜監測中的重要性。
實時分析帶寬
實時分析帶寬是指頻譜分析儀FFT頻譜分析一次的頻譜寬度。在軍用的跳頻電臺、雷達、RFID、藍牙等信號測試中,通過FFT分析頻譜,比掃描式頻譜分析儀更快,因此實時頻譜分析儀在現代無線通信占用帶寬更大、調制更復雜的發展中應用越來越多。
以虹科的R5x50系列實時頻譜分析儀為例,這些設備的實時帶寬一方面取決于接收機前端的架構,一方面取決于數字化儀部分的ADC的采樣率。虹科的R5x50系列實時頻譜分析儀混合了超外差(SH),直接變頻(也叫零中頻接收器,ZIF)和直接數字化(DD)三種 RF 接收器前端(RFE)。每種接收機各有優缺點,比如,直接變頻(或 ZIF)接收器非常適合寬帶波形的信號分析,例如 4G / 5G / LTE,Wi-Fi 和藍牙。但是這種優點也帶來了直接轉換技術固有的 IQ 和 DC 偏移的缺點。
將以上3種接收機前端和R5x50內部數字化儀的2種ADC(窄帶和寬帶)進行組合就得到了不同的運行模式(對應不同的實時帶寬),從而滿足各種類型信號對分析帶寬等方面的要求。如下:
虹科R5x50系列實時頻譜分析儀的標準實時帶寬為0.1 / 10 / 40 / 100 MHz可調。其中R5550這個系列還可以選具備160MHz實時帶寬的I,Q模擬數據輸出的能力。
下圖舉例說明了工作于 100 MHz IBW 的時域和頻域的聯系。內部頻域數據比時域數據滯后一個此處未顯示的延遲,以簡化說明。觸發后如果檢測到事件,則隨后的時域 IQ 數據將存儲到內存中。
R55x0 的 WB ADC 采樣率為 125 MSa / s,中頻(IF)為 0,整個 IF 帶寬為 125MHz。模擬濾波器會導致在中心頻率 Fc 附近大約±50MHz 處出現幅度下降,如下圖所示:
這就是R5x50的實時帶寬(分析帶寬)是100MHz而不是125MHz的原因。
IF帶寬
通過前面的介紹我們知道實時頻譜分析儀的實時帶寬(分析帶寬)取決于2個因素:接收機前端架構和數字化儀的ADC采樣率。
接下來我們拓展一下IF帶寬這個概念。由于虹科 R5550 設備是通用的,寬頻率范圍的接收機,也可用作寬帶下變頻器,對外輸出I,Q模擬數據,或者通過HIF輸出接口輸出IF信號。因此具有三個標準軟件可選 IF 帶寬 - 10 MHz,40 MHz,100 MHz 或三個可選軟件可選 IF 帶寬 - 10 MHz,80 MHz,160 MHz。
信號帶寬(信道帶寬)
這一部分我們以5G NR的信道帶寬為例。對于5G FR1(sub-6GHz)頻段來說,信道帶寬最大100MHz;對于FR2(毫米波)頻段來說,信道帶寬最大400MHz。