射頻流盤記錄的IQ數(shù)據(jù)支持Matlab、VSA等數(shù)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(shè)置,以及增加數(shù)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(tǒng)計分析
對于頻譜利用率、信號出現(xiàn)概率和頻次、信號相關(guān)性、時分信號周期等需要長時間觀測和計算的統(tǒng)計信息,監(jiān)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(luò)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(tǒng)計分析軟件和Matlab等工具,可以準確的解決信號時域和統(tǒng)計分析問題。
3、選擇射頻流盤系統(tǒng)時需要考慮的因素
射頻流盤是一套系統(tǒng),包含射頻變換器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)回放和分析軟件等。選擇射頻流盤系統(tǒng)需要考慮的因素主要包括:
3.1、記錄信號質(zhì)量
為保證對記錄信號進行準確的分析以及解調(diào)、解碼,射頻流盤記錄信號的質(zhì)量至關(guān)重要。記錄信號質(zhì)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(nèi)平坦度和線性相移需要經(jīng)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(diào)理、數(shù)模變換器(ADC)和IQ解調(diào)器。目前流盤系統(tǒng)的ADC通常是12bit或14bit,ADC的采樣位數(shù)越高,量化誤差和量化噪聲越小,系統(tǒng)動態(tài)范圍越大。無雜散動態(tài)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(nèi)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(tǒng)在200MHz記錄帶寬內(nèi)SFDR通常>75dBc。
3.2、頻率范圍和帶寬
射頻流盤系統(tǒng)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(shù)據(jù)總線帶寬、磁盤陣列讀寫速度等相關(guān)。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(guān)。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(shè)置頻譜模板觸發(fā)、環(huán)境電平觸發(fā)、時間限定電平觸發(fā)、數(shù)據(jù)幀觸發(fā)等觸發(fā)條件開啟,從而只記錄感興趣的信號,減少數(shù)據(jù)量。
3.4、附屬信息
射頻流盤除了記錄頻段IQ數(shù)據(jù),還可以記錄GPS位置和時間、Marker、系統(tǒng)配置等信息,后續(xù)的分析中可以調(diào)用這些附屬信息進行地圖映射、信號歸類、統(tǒng)計處理等工作。
3.5、數(shù)據(jù)回放和分析軟件
對流盤記錄數(shù)據(jù)的分析為監(jiān)測工作提供更多有價值的信息。首先要求記錄數(shù)據(jù)格式開放,可以被Matlab、VSA等信號分析軟件和解調(diào)解碼軟件調(diào)用。其次射頻流盤方案需要提供軟件工具對記錄數(shù)據(jù)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(tǒng)是目前高性能射頻流盤系統(tǒng)的典型代表。整套系統(tǒng)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(tǒng)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(tài)范圍(78dBc)、相位噪聲等指標在行業(yè)內(nèi)全面領(lǐng)先。IQC5000B信號記錄儀在國外信號監(jiān)測、國防和安全領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,部分指標如表2所示:
表2、IQC5000B射頻流盤記錄設(shè)備指標