R&S®NRQ6 Frequenzselektiver Leistungsmesskopf

Ein Meilenstein in der Leistungsmessung

Verschiedene Messfunktionen

Continuous-Average-Leistungsmessung bis minimal –130 dBm – präzise und schnell
Herkömmliche Diodenmessköpfe erreichen ihre physikalischen Grenzen bei ca. –70 dBm. Insbesondere bei niedrigen Leistungspegeln verschlechtern schnelle Messungen die Genauigkeit, da der von diesen Messköpfen erfasste Rauschanteil relativ hoch ist. Demzufolge muss entweder auf Geschwindigkeit oder Genauigkeit verzichtet werden.

Die empfängerbasierte Architektur des R&S®NRQ6 behebt dieses Problem. Dieses Konzept verringert das Messrauschen. Darüber hinaus wird das Grundrauschen reduziert, da der Messkopf bandbegrenzte Messungen unterstützt. Mit diesen Eigenschaften werden extrem genaue Hochgeschwindigkeitsmessungen bis minimal –130 dBm möglich.

Signalanalyse mit R&S®QuickStep-Software zur Ablaufsteuerung

I/Q-Datenerfassung für HF-Vektorsignalanalyse
Der R&S®NRQ6 kann als eigenständiges HF-Frontend genutzt werden, um vektormodulierte I/Q-Signale zu erfassen.
Mit der optionalen R&S®NRQ6-K1 I/Q-Datenschnittstelle lassen sich erfasste I/Q-Daten mit SCPI-Befehlen auslesen. Die Daten werden mit externer Software demoduliert und analysiert.
Eine automatisierte, cloudbasierte Datenverarbeitung und -analyse ist mit der R&S®Quickstep-Software zur Ablaufsteuerung ebenfalls möglich, um jegliche Analysewerkzeuge zu steuern und Fehlervektorbetrag (EVM), Nachbarkanalleistungsabstand (ACLR) und weitere Performance-Parameter von Sendern zu messen.

Trace-Messung an einem gepulsten Signal

Trace-Messungen
Für eine exakte Analyse von kurzen Pulsen ist eine detaillierte Messkurvendarstellung notwendig. Beispielsweise kann der R&S®NRQ6 mit einer inhärenten Anstiegs-/Abfallzeit von 13 ns bei einer Auflösebandbreite von 50 MHz problemlos Pulse mit steilen Flanken messen.

Ultraschnelle, getriggerte Messungen
Insbesondere getriggerte Messungen verlangen nach noch höheren Messgeschwindigkeiten über einen längeren Zeitraum. Der R&S®NRQ6 verfügt über einen leistungsstarken FPGA und einen großen Speicher, um diese Anforderungen zu erfüllen. In 200 ms können mehr als 100.000 getriggerte Messwerte in einen Puffer gespeichert – dies entspricht einer Messgeschwindigkeit von 500.000 Messwerten/s – und auf einen Steuer-PC übertragen werden.

ACLR-Messung an einem 3,84-MHz-3GPP-Signal

Einfache ACLR-Messungen
Der frequenzselektive Leistungsmesskopf eignet sich ideal für die im Mobilfunkbereich häufig benötigten Messungen des Nachbarkanalleistungsabstands (ACLR). Auf die ACLR-Messfunktion kann man über die Web-GUI zugreifen. Dabei wird automatisch einer der vordefinierten 3GPP- oder LTE-Filter gesetzt. Der R&S®NRQ6 erreicht eine ACLR-Performance von typ. –63 dBc für ein 20-MHz-LTE-Signal bei –20 dBm.

Einfache Bedienung

Intuitive Web-GUI
Der R&S®NRQ6 wird über einen PoE+ Switch an das LAN angeschlossen. Er verfügt über einen integrierten Webserver. Die intuitive Web-GUI lässt sich mit jedem Webbrowser bedienen.

Vielfältige Autoset-Funktionen
Es stehen vielfältige Autoset-Funktionen zur Verfügung, um die Konfiguration der wesentlichen Messparameter zu vereinfachen. Die Messfrequenz und die Signalbandbreite werden automatisch bestimmt und eingestellt. Demzufolge werden sogar unbekannte Signale entdeckt und der Leistungsmittelwert exakt gemessen.

Abhängig vom Eingangspegel wird das 30-dB-HF-Eingangsdämpfungsglied automatisch an- oder abgeschaltet, um den optimalen Leistungsmessbereich zu konfigurieren.
Der Trace-Modus bietet ebenfalls Autoset-Funktionen. Beispielsweise lassen sich die Zeitbasis (X-Achse) und die Leistungsbasis (Y-Achse) optimal konfigurieren. Es wird automatisch ein Trigger gesetzt, um eine stabile Darstellung des gemessenen Signals zu gewährleisten.

Automatische Frequenznachführung
Ein Frequenz-Tracker stellt automatisch die Mittenfrequenz ein, um Messungen an Schmalbandsignalen mit veränderlicher Mittenfrequenz zu erleichtern. Dadurch wird gewährleistet, dass das gemessene Signal immer innerhalb der gewählten Messbandbreite liegt.

Signalprüfung für ein 20-MHz-LTE-Signal

Spektrumdarstellung zur Signalprüfung
Da Leistungsmessungen ausschließlich im eingestellten Frequenzbereich (definiert durch die Mittenfrequenz und Bandbreite) durchgeführt werden, müssen die Einstellungen überprüft werden, um deren Korrektheit sicherzustellen. Die Signalprüffunktion liefert eine grafische Darstellung des Spektrums des gemessenen Signals und der eingestellten Bandbreite. Nutzer können auf einen Blick erkennen, ob das gemessene Signal innerhalb des eingestellten Frequenzbereichs liegt.

Hardware-Schnittstellen für eine komfortable Bedienung
Der R&S®NRQ6 lässt sich ganz einfach in ein Messsystem integrieren. Über LAN und USB ist eine Fernbedienung möglich. Der Trigger-I/O-Port kann ein externes Trigger-Signal akzeptieren oder ein intern erzeugtes Trigger-Signal an weitere R&S®NRQ6 Leistungsmessköpfe verteilen. Ein externes LO-Signal lässt sich in einen der R&S®NRQ6 Leistungsmessköpfe einspeisen. Alternativ kann ein internes LO-Signal ausgegeben und an weitere Messköpfe verteilt werden. Der R&S®NRQ6 verfügt über einen Referenz-I/O-Port, z. B. um ein externes Referenzsignal anzulegen, und über einen I/O-Port für Abtast-Taktsignale.

Anwendungsbereiche

Kalibrierung der Senderleistung
Um die Sendeleistung eines Messobjekts zu kalibrieren, muss man den Frequenzgang bei höheren Pegeln und die Linearität bis hin zu minimalen Pegeln messen. Mit dem R&S®NRQ6 lassen sich beide Messungen durchführen. Der Messkopf zeichnet sich nicht nur durch seine hochpräzisen Leistungsmessungen aus, er verfügt auch über eine exzellente Linearität von 0,02 dB. Der R&S®NRQ6 stellt in einem Gerät eine kompakte Lösung für die Kalibrierung der Sendeleistung bereit. Es sind keine zusätzlichen Geräte oder Komponenten wie ein Splitter und Spektrumanalysator notwendig. Der Messkopf kann direkt mit dem Messobjekt verbunden werden; es ist kein Kabel erforderlich. Diese Lösung liefert eine bessere Stabilität, eine geringere Fehlanpassung und eine höhere Genauigkeit.

Einkanal-Leistungsmessung an einem MSR-Signal

Bandbegrenzte Leistungsmessungen an Multistandard-Funkstationen (MSR)
Der R&S®NRQ6 kann bandbegrenzte Leistungsmessungen durchführen, d. h. er kann die Leistung auf einem gewählten Übertragungskanal mit einer Bandbreite bis zu 100 MHz messen, unabhängig von Nachbarkanälen. Zudem können bandbegrenzte Leistungsmessungen auch an Basisstationen durchgeführt werden, die mehrere Mobilfunkstandards (MSR-Basisstationen) unterstützen, selbst wenn der Nutzer nur einen Standard messen will.

Ergebnisse einer exemplarischen Mehrkanal-Phasenversatzmessung mit einem R&S®NRQ6 als Master und acht R&S®NRQ6 als Slave.

Kalibrierung von mehreren aktiven Antennenmodulen für Beamforming
Die synchronen, phasenkohärenten Messungen (Option R&S®NRQ6-K3) basieren auf einer Master/Slave-Beziehung zwischen zwei oder mehreren R&S NRQ6. Der Master leitet das Lokaloszillatorsignal (LO) und sein Taktsignal (CLK) an den/die Slave(s) und triggert diese(n). Alle Messergebnisse werden in Bezug auf den Master durchgeführt. Mit einem Kalibrierschritt vor der ersten Messung lässt sich die resultierende Gruppenlaufzeit in den Slave-Messungen beseitigen. Dies ist eine einfache und ideale Lösung, um mehrere aktive Antennenmodule für Beamforming-Applikationen zu kalibrieren.

Hohe Messgeschwindigkeit
Vergleich der Messzeit für ein Dauerstrichsignal

Jeder diodenbasierte Leistungsmesser arbeitet im spezifizierten Frequenzbereich ohne Bandbegrenzung. Dank dieser Funktionalität sind die Messköpfe sehr flexibel, allerdings hat dies eine entscheidende Auswirkung: der Beitrag zum Rauschen. Präzise Messungen von Signalen mit niedriger Leistung erfordern die Mittelung von mehreren Messwerten. Dadurch erhöht sich die Messzeit. Die Technologie diodenbasierter Leistungsmesser ist ausgereift, daher sind nur begrenzte Produktinnovationen möglich.
Bis jetzt war eine präzise und schnelle Messung von Signalen mit sehr geringer Leistung unterhalb –30 dBm nicht möglich. Der auf Empfängertechnologie basierende R&S®NRQ6 erhöht die Messgeschwindigkeit bei Signalen mit niedriger Leistung erheblich.

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