Replikation von wirklichkeitsgetreuen Hochfrequenzsignalen im Labor

Ihre Anforderung

Verschiedene Applikationen und Szenarien im Bereich der Funküberwachung erfordern das Vorhandensein von wirklichkeitsgetreuen Hochfrequenzsignalen. Beispielsweise ist die Evaluierung von Signalklassifizierungsgeräten oder die effiziente Ausbildung von Funkern ohne geeignetes HF-Umfeld sehr schwierig. Viele Modulationsarten, Verschlüsselungs- oder Übertragungssysteme können nicht künstlich simuliert oder erzeugt werden und müssen als Funksignale aufgezeichnet werden. Um beeinflussen zu können, zu welchem Zeitpunkt diese Signale vorhanden sind, müssen sie dem Nutzer als Aufzeichnungen zur Verfügung stehen.

Überwachungslösung

Die hier beschriebene Lösung von Rohde & Schwarz beinhaltet drei separate, unabhängige Schritte (Aufzeichnung, Konvertierung, Wiedergabe des betreffenden Signals), die einzeln und unabhängig voneinander durchgeführt werden können.

Basisbandsignal aufzeichnen

Mit dem Signalverarbeitungskonzept, das in allen zurzeit verfügbaren Empfängern von Rohde & Schwarz eingesetzt wird, ist das Zwischenfrequenzsignal im digitalen, komplexen Basisband vorhanden. Deshalb ist die unbearbeitete Basisbandinformation im I/Q-Format verfügbar, und so gut wie jedes vorhandene Hochfrequenzsignal kann auf Festplatte aufgezeichnet werden.

Der R&S®PR100 tragbare Empfänger eignet sich ideal für mobile Funküberwachungsapplikationen. Der interne Speicher kann mit einer SD-Karte auf bis zu 32 GByte erweitert werden. Mit der Option R&S®PR100-IR interne Aufzeichnung ist es möglich, entweder Audio-, Spektrum- oder I/Q-Daten direkt im internen Speicher oder auf einer installierten SD-Karte aufzuzeichnen. Aber nur die I/Q-Daten beinhalten alle benötigten Informationen, um das Signal korrekt zu reproduzieren.

Um eine I/Q-Datenaufzeichnung durchzuführen, muss der R&S®PR100 im Festfrequenzmodus (FFM) betrieben werden. Der Nutzer stellt den Empfänger auf die betreffende Frequenz ein und setzt die Demodulationsbandbreite auf die Bandbreite des betreffenden Signals. Die Demodulationsbandbreite ist der begrenzende Faktor für die Bandbreite der I/Q-Basisbandaufzeichnung (500 kHz beim R&S®PR100). Der Nutzer drückt anschließend die "REC"-Schaltfläche an der Frontplatte, um Zugriff auf das Aufzeichnungsmenü zu erhalten, und wählt den Aufzeichnungsmodus "IQ data". Mit der F2-Taste wird die Aufzeichnung gestartet und gestoppt. Die Größe einer Aufzeichnungsdatei ist auf 4 GByte begrenzt. Bei einer Bandbreite von bis zu 500 kHz kann der Nutzer ungefähr 26 Minuten in einer Datei aufzeichnen. Bevor der Nutzer die SD-Karte aus dem Empfänger entfernt, sollte er sicherstellen, dass die Datei korrekt auf die SD-Karte gespeichert wurde.

Aufgezeichnete Dateien konvertieren

Nach dem Aufzeichnen befinden sich die unbearbeiteten Basisbanddaten in einer zweikanaligen *.riq-Datei. Die Datei besteht aus einem Kanal mit "I"-Daten und einem Kanal mit "Q"-Daten und bestimmten Header-Informationen (Mittenfrequenz und Bandbreite). Die Information muss in ein geeignetes Signalform-Tag konvertiert werden, damit sie vom Signalgenerator gelesen werden kann. Dies kann mit Hilfe der R&S®ARBToolbox Plus Software erledigt werden, die auf der Website von Rohde & Schwarz kostenlos zur Verfügung steht.

Das Layout der R&S®ARBToolbox Plus Software ähnelt dem eines Datei-Browsers. Der Nutzer sucht im Browser nach der aufgezeichneten Datei; um diese zu konvertieren, klickt der Nutzer mit der rechten Maustaste auf die Datei und wählt im Dropdown-Menü „Import RIQ“. Um die Konvertierung abzuschließen, führt der Nutzer lediglich alle Schritte des Prozesses aus. Die konvertierte Datei ist eine *.wv-Datei. Diese kann mit einem Signalgenerator wiedergegeben werden, der mit einem Arbiträrgenerator ausgestattet ist.

Aufgezeichnete und konvertierte Dateien wiedergeben

Um das vorher aufgezeichnete Signal wieder "auf Sendung" zu bringen, wird ein Signalgenerator mit einem Arbiträrgenerator (ARB) benötigt, beispielsweise ein R&S®SMBV100A. Der ARB ist notwendig, um das Signal zu reproduzieren.

Die konvertierten Dateien müssen im internen Speicher des Signalgenerators abgelegt werden. Wird das Signal wiedergegeben, muss der Nutzer sicherstellen, dass das vom Generator gesendete Signal keinen vorhandenen Dienst stört.

Der R&S®PR100 besitzt eine maximale I/Q-Bandbreite von 500 kHz. Dies reicht für die meisten Signaltypen aus. Der leichtgewichtige (3,5 kg) Empfänger hat mit nur einer Batterie eine Betriebszeit von bis zu vier Stunden. Somit können Nutzer praktisch überall Signale aufzeichnen.

Mit der Aufzeichnung der unbearbeiteten Basisbandinformation im I/Q-Format hat der Nutzer die volle Kontrolle über die Signale, und die gesamte Information bleibt in den Aufzeichnungen vorhanden.