정확한 호핑 무선 신호 테스트

과제

오늘날 대부분의 첨단 전술 무선기기는 주파수 호핑 기법을 사용하여 중요 작업 중 잠재적 간섭 및 방해 전파 위협을 완화합니다. 성능 테스트에서는 이러한 무선기기를 고정 모드(비-호핑)에서 작동하지만 무선 신호가 인접 신호대역 또는 대역 내 통신 기술과 간섭하지 않도록 하기 위해 호핑 모드를 작동할 때마다 무선 시스템의 성능을 검증하는 것도 중요합니다. 의도치 않은 신호는 이러한 네트워크에서 다른 무선 시스템뿐만 아니라 동일한 대역에서 공존할 수 있는 무선 시스템도 방해할 수 있습니다. 스퓨리어스 신호의 소스는 순간적 신호, 변조 오류, 디지털-RF 결합, 비선형 효과, 글리치 뿐만 아니라 하드웨어 조정 및 클록 동기화로 인한 타이밍 오류로 인해서도 발생할 수 있습니다. 이러한 일시적 스퓨리어스 신호는 매우 빠르기 때문에 기존 테스트 솔루션으로 탐지하기 어렵습니다.

가장 민감한 전술 무선 통신 대역 중 하나는 960MHz ~ 1215MHz에서 작동하는 ARNS(Aeronautical Radio Navigation Services, 항공무선항행업무) 주파수 대역입니다. 특히 항공 무전 플랫폼에서 전술 무선 통신을 위해 이 주파수 대역을 많이 사용하지만 항법 및 통신 인프라에서도 중요한 주파수 대역입니다.

위 그림은 1176.45MHz에서의 GNSS L5/E5a 대역, IFF 인테러게이터/트랜스폰더 주파수(1030MHz, 1090MHz)와 같은 ARNS 대역에 공존하는 중요 무선 기술 중 일부입니다. 이와 같이 중요한 항법 및 전파 탐지 기술은 주파수 보호 대역을 위반한 비통제 무전 신호의 의도치 않은 스퓨리어스 방사로 인해 성능이 저하될 수 있습니다.

T&M 솔루션

기존 스펙트럼 분석기는 대역 내 또는 대역 외에서 불요 스퓨리어스 신호를 검색하는 데 사용되어 왔습니다. 상용 스펙트럼 분석기 중 가장 높은 Dynamic Range와 가장 빠른 스윕 성능을 제공하는 R&S®FSW Spectrum Analyzer도 기존 스윕 분석의 구조적 한계로 인해 빠르게 발생하는 순간 신호에 대한 인터셉트 확률이 낮습니다.

위 스크린샷에서 빠른 호핑 무선 신호 에뮬레이션의 신호 조건을 살펴보십시오. 1090MHz에서 의도치 않은 신호가 IFF 대역을 위반하지 않음을 검증하는 실험에서 스윕 모드로 설정된 분석기가 위 스크린샷의 상단 디스플레이와 같이 몇 초 동안 max. hold에서 신호를 캡처합니다. 스윕 시간은 50kHz 분해능 대역폭에서 160MHz에 걸쳐 6.4ms입니다. 하단 디스플레이는 동일한 주파수 대역에 대한 R&S®FSW-K160R 실시간 스펙트럼 모드에서 Persistence 스펙트럼의 컬러 스케일입니다. 이 모드에서는 최대 600,000FFT/s의 신호 분석이 가능하므로 동일한 160MHz 대역에서 최단 1.87μs 동안 100% 인터셉트 확률을 지원합니다. 신호가 Persistence 스펙트럼 디스플레이에 캡처되어 있지만 기존 스펙트럼 분석기 디스플레이에서는 max. hold로 인해 보이지 않습니다. 스퓨리어스 신호가 반복될 경우 결국 max. hold 표시는 일정 진폭에서 스퓨리어스 신호를 캡처할 수 있어야 합니다. 하지만 이벤트를 캡처하기 위해 신호에서 대기할 시간을 결정할 때에는 신호 발생 가능성을 고려해야 합니다.

실시간 스펙트럼 모드는 최신 디지털 설계에서 작업하거나 주파수 호핑 문제를 해결해야 하는 개발자에게 필수적이며, 일시적 신호와 같이 낮은 POI 신호 검파에도 반드시 필요합니다. 주파수 마스크 트리거링, 실시간 스펙트로그램 디스플레이와 같은 실시간 기능에서도 신호 격리 및 시간 상관 분석이 가능해 사용자가 무선 설계의 문제를 해결할 수 있습니다. 검파 후에는 아래 스크린샷과 같이 여러 분석 창을 사용하여 근본 원인을 간단하게 분석할 수 있습니다. 실시간 모드의 FMT(Frequency Mask Trigger)에서는 신호의 즉각적 격리가 가능합니다. 신호의 시간 상관 분석을 스펙트로그램 디스플레이와 결합할 경우 관심 이벤트가 발생하기 전후와 해당 기간 동안 나타나고 있던 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

캡처된 I/Q 데이터는 R&S®FSW 전체 분석 대역폭 안에서 분석할 수 있으며, 신호의 스펙트럼, 타이밍, 변조, 통계 속성의 시간 상관 관계를 분석할 수 있습니다.

요약

R&S®FSW-K160R 옵션은 로데슈바르즈 실시간 분석 포트폴리오에 추가된 최신 제품입니다. 최고 성능의 신호 및 스펙트럼 분석기 플랫폼에 통합된 R&S®FSW Signal and Spectrum Analyzer는 DANL(Displayed Average Noise Level), 위상 노이즈, 측정 대역폭(320MHz 분석 대역폭)에서 업계 최고 수준의 성능을 제공합니다.

확장성을 위해 새로 설계된 R&S®FSW의 실시간 기능은 160MHz 분석 대역폭에서 1.87μs 동안 100% 인터셉트 확률과 거의 600,000FFT/s에 달하는 새로운 산업 성능 벤치마크를 추가하는 소프트웨어 옵션입니다.