GPS应用中的RF信号检测技巧(一)

2009-04-01 09:55:54来源:泰克公司 作者:DARREN McCARTHY热度:

随着无线系统中的复杂数字调制信号越来越多,对GPS等射频信号进行现场识别和分析越来越具挑战性,特别是在市区环境中。但是,现场信号识别和分析对提高GPS应用设计而言又非常重要。如何利用先进的测试设备和方案解决这一问题呢?

信号识别对许多本地和联邦政府组织来说非常重要,特别是在安全、法律实施和智能应用方面。随着无线系统中使用的复杂数字调制信号越来越拥挤,特别是在市区环境,现场的信号识别和分析越来越具挑战性,需要正确地结合测量设备和专业知识才能正确地分离和识别指定频带内的许多不同信号。

现场信号识别并不像在实验室中使用大型固定装置那样方便。当然,也有些方法在执行现场数字信号分析时简单地使用为实验室设计的测量设备。但这种方法受制于移动性和效率,由此也促进人们去使用针对便携性设计的设备和技术。

对未知无线信号的识别和分析要求采用科学的方法,以最小化跟踪与隔离信号时可能发生的错误。发现信号的第一步是在一些指定的物理位置搜索射频能量。在感兴趣的带宽范围内用信号或频谱分析仪进行测量,当测到的信号表明有显著的功率电平时即可用于进一步分析。这个功率电平被设定在某个门限值,超过这个值被认为会对该区域内已有的射频/微波和其它系统(如计算机)造成潜在干扰。

使用频谱分析仪最容易检查和记录恒定(经常存在)的信号。间歇性信号较难检测,但可以使用处于“max hold(最大值保持)”模式或“spectrogram(频谱图)”模式的频谱分析仪去寻找,只要等待时间足够长就能捕获到间歇性信号。在寻找新信号时,许多现代频谱分析仪中都有的踪迹计算功能就起作用了。寻找新信号的踪迹计算涉及使用较早前记录的参考波形作为基准信号进行比较的操作。任何有疑问的新波形将从参考波形中减掉,从而产生一个差分波形。这个差分波形上的任何陷落都表明信号不再存在,而波形上的拱起或上升表明有新的信号。

模板测试是探测新信号的一种有用方法(图1)。过去在特定位置记录的任何信号都可以用来创建模板,以便与更新的信号进行比较。如果比较结果没有告警,那么新记录的信号中不包含任何新的感兴趣波形。如果发生模板违例,可以将信号踪迹记录下来供进一步调查。具有自动模板创建的仪器可以极大地加速和简化这种信号搜寻过程。


另外一种记录数据的方法是使用频谱图,它以三维方式显示频率、功率和时间。有种频谱图的实现是用不同颜色显示信号功率电平,并且垂直轴是时间轴。在暂停操作后,用户可以通过滚动频谱图上的时间轴在同一显示屏幕上根据频率对功率踪迹观察对应的频率对时间踪迹(图2)。


频谱图是一种很高效的方式,可以侦测到淹没在噪声中的微弱信号,也能轻松地查看到频谱踪迹中时有时无的间歇性信号行为。图2所示的频谱图例子中的间歇性信号很容易被侦测到,因为它们是垂直柱状图像,看似破折号。在传统的频率对功率显示器上,它们来去很快,因此很难见到它们的踪影。有了频谱图后,操作人员可以通过滚动捕获的数据轻松地进行分析。

在使用频谱图时,非常重要的一点是主频谱分析仪采用了快速傅里叶变换(FFT)信号分析功能。基于FFT的分析仪能够立即捕获到频率范围内的很大部分,不管是突发信号还是跳频信号,用户都能见到信号的真实形状。传统的扫频频谱分析仪在频谱图模式时将显示仪器伪信号,而不是突发信号。

也可以将频谱图用作时间

责任编辑:DVBCN编辑部

为您推荐

高通首次利用手机演示MediaFLO信号接收

美国高通日前试制出了内置“MediaFLO”(一种面向便携式终端的同步传输型视频发送服务)接收电路的

数字卫星电视信号的真谛

数字卫星电视的出现,大大改善了人们收视卫星电视的视觉效果,进而逐步将模拟卫星电视淘汰出局。然而,这种发展也确实使接收者增加了接收的难度,数字卫星电视信号的接收不再像模拟卫星电视信号那么简便、直观、容错度较大,那么这是为什么?其原因在哪里?这是第19期一位读者提出的疑问,恐怕也是不少读者的困惑。本刊连续几期所发表的解惑文章,他们为数字卫星电视信号的难接收,在地面接收的基理、接收的方法与技巧上找到很多原因。这是数字卫星电视信号难接收原因的一个方面。另外还有很重要的一方面就是空中的,也就是卫星上的原因。在星上,向地面转发的数字卫星电视信号的生成,传输的技术条件,造就了比模拟卫星电视信号难接收的基理。

卫星信号的干扰及防干扰

微波干擾微波干擾為衛星接收的最大殺手,一般最常出現在C頻段,Ku頻段也有,但是非常罕見。微波干擾可分為定頻干擾及雷達全頻干擾。定頻干擾當衛星天線尚未對準前,如從頻譜分析儀中發現許多不屬於衛星傳送的訊號,且不管天線移到任何方向這些訊號都會存在特定的頻率,這狀況稱為定頻干擾。這些干擾源通常來自電信局微波發射站、軍方、無線電視台及有線電視台的非法傳送SNG微波訊號。一般干擾訊號的場強可從C/N0~40dB範圍,如果衛星訊號頻率與干擾訊號的頻率有重疊,則被重疊到的衛星訊號頻率內的衛星節目皆無法接收。雷達全頻干擾『雷達全頻干擾』顧名思義就是整個衛星頻段被雷達干擾,此干擾在天線架設過程中很難從頻譜分析儀中

基于监控卡的播出信号实时监控报警系统

随着科学技术的不断发展,电视播出自动化日益提高,自动播出设备拥有很强的可靠性和稳定性。但还是会因为一些人为操作失误、个别设备失灵、节目制作问题等因素造成播出信号出现异常。因此,开发能够对常见的故障现象进行自动判断并报警,提示值班人员进行判断并及时处理的播出信号监控报警辅助系统对安全播出工作具有十分现实和积极的意义。随着计算机处理能力和多媒体技术的不断发展,视音频信号采集设备和处理技术已成熟和普及。目前计算机视音频信号采集设备中比较常见的是监控卡。它价格低廉、抗干扰强、能够长时间连续工作,通常带有多路视音频采集通道;系统基于成熟的DirectX技术,带有开发包方便进行二次开发,系统兼容性强。在一