射頻流盤記錄的IQ數據支持Matlab、VSA等數字信號處理軟件進行分析。可以在頻域上對記錄信號重新進行分析,例如信號的回放中更改分辨率帶寬(RBW)、參考電平、檢波方式等設置,以及增加數字濾波器。也可以使用短時傅里葉變換、時頻分析、小波變換等能表征時域和頻域信息的方法對信號進行分析。
2.4、信號統計分析
對于頻譜利用率、信號出現概率和頻次、信號相關性、時分信號周期等需要長時間觀測和計算的統計信息,監測接收機和頻譜儀無法直接測量,使用掃頻記錄的信號包絡進行分析也有很大的測量誤差。借助射頻流盤專用的回放、搜索、統計分析軟件和Matlab等工具,可以準確的解決信號時域和統計分析問題。
3、選擇射頻流盤系統時需要考慮的因素
射頻流盤是一套系統,包含射頻變換器、數據采集器、數據記錄儀、數據回放和分析軟件等。選擇射頻流盤系統需要考慮的因素主要包括:
3.1、記錄信號質量
為保證對記錄信號進行準確的分析以及解調、解碼,射頻流盤記錄信號的質量至關重要。記錄信號質量主要由射頻電路和中頻電路的性能決定。射頻前端的帶內平坦度和線性相移需要經過校準,以保證信號下變頻過程中不失真。中頻電路主要包括信號調理、數模變換器(ADC)和IQ解調器。目前流盤系統的ADC通常是12bit或14bit,ADC的采樣位數越高,量化誤差和量化噪聲越小,系統動態范圍越大。無雜散動態范圍(SFDR,Spurious Free Dynamic Range)是衡量兩部分電路綜合性能的指標,SFDR指帶內最大信號的RMS幅度與次最大噪聲成分或諧波失真成分的RMS值之比,常以dBc表示 。14bit ADC的射頻流盤系統在200MHz記錄帶寬內SFDR通常>75dBc。
3.2、頻率范圍和帶寬
射頻流盤系統頻率范圍由前端下變頻器或信號分析儀的頻率范圍決定,目前可以覆蓋短波、超短波、微波。射頻流盤的帶寬與ADC的性能、數據總線帶寬、磁盤陣列讀寫速度等相關。目前最大記錄帶寬超過100MHz方案在市面上有多款可供選擇。
3.3、記錄時間
射頻流盤記錄時間與記錄帶寬和存儲容量直接相關。以100MHz記錄帶寬為例,IQ采樣率通常為2.5倍,存儲每個樣本點2Byte(12或14bit ADC),記錄信息速率是500MB/s,1TB硬盤可以記錄33分鐘。
射頻流盤可以設置頻譜模板觸發、環境電平觸發、時間限定電平觸發、數據幀觸發等觸發條件開啟,從而只記錄感興趣的信號,減少數據量。
3.4、附屬信息
射頻流盤除了記錄頻段IQ數據,還可以記錄GPS位置和時間、Marker、系統配置等信息,后續的分析中可以調用這些附屬信息進行地圖映射、信號歸類、統計處理等工作。
3.5、數據回放和分析軟件
對流盤記錄數據的分析為監測工作提供更多有價值的信息。首先要求記錄數據格式開放,可以被Matlab、VSA等信號分析軟件和解調解碼軟件調用。其次射頻流盤方案需要提供軟件工具對記錄數據進行回放、搜索、截取保存等操作。
4、是德科技射頻流盤方案
是德科技N9040B信號分析儀和X-COM公司IQC5000B信號記錄儀組成的系統是目前高性能射頻流盤系統的典型代表。整套系統不僅硬件指標出色,而且配套的Spectro-X、89601B信號回放分析軟件功能強大。系統射頻前端是N9040B高性能信號分析儀,分析帶寬(1GHz)、實時頻譜帶寬(510MHz)、無雜散動態范圍(78dBc)、相位噪聲等指標在行業內全面領先。IQC5000B信號記錄儀在國外信號監測、國防和安全領域有廣泛的應用,部分指標如表2所示:
表2、IQC5000B射頻流盤記錄設備指標