Continu-golf propagatiekanaal-klinkend meetsysteem - testen, verificatie en metingen

OPMERKING: Het ITS-kanaalpeilersysteem wordt weergegeven in figuur 1 en figuur 2 en een benchtop-evaluatie-opstelling wordt weergegeven in figuur 3. Raadpleeg deze cijfers bij het instellen van de CW-kanaallood om ervoor te zorgen dat alle componenten correct zijn geconfigureerd. In de volgende secties wordt uitgelegd hoe u een systeem verifieert en valideert voordat u metingen uitvoert. 1. Instellen van het meetsysteem OPMERKING: In dit gedeelte wordt beschreven hoe een systeem is ingesteld voor veldmetingen. Ten eerste moeten systeemverliezen in zowel de verzendende als de ontvangende kant van het systeem afzonderlijk worden verantwoord en gemeten voordat het volledige systeem wordt geassembleerd. Vervolgens wordt het volledige systeem geassembleerd en worden individuele instrumenten geconfigureerd, gekalibreerd en gesynchroniseerd om zich voor te bereiden op laboratoriumverificatie en -validatie. Meet de S-parameters, met behulp van een VNA2, voor afzonderlijke systeemcomponenten voordat u het systeem assembleert: kabels, verzwakkers, vermogenssplitters, directionele koppelingen en laagdoorlaatfilters.OPMERKING: Dit zal verliezen karakteriseren en gebroken kabels identificeren, of een apparaat dat niet aan de specificaties voldoet. Monteer de Type N-kabel aan de uitgang van de eindversterker, de directionele koppeling, het bandpassfilter en de Type N-kabel die op de antenne wordt aangesloten en gebruik de VNA om de componentenketen te meten.OPMERKING: Deze meting omvat interne reflecties die niet worden gezien door afzonderlijke componenten met een VNA te meten. Noteer de S21-waarde , die een negatief getal zal zijn en zal worden gebruikt als de verliezen van het verzendende systeem. Gebruik deze waarden om het ontvangen signaalniveau te corrigeren dat wordt besproken in de sectie representatieve resultaten. Installatie van het verzendsysteem Sluit alle apparaten aan op een voedingsbron: een UPS (uninterruptible power supply) of een overspanningsbeveiligde set stopcontacten. Zorg ervoor dat alle instrumenten zijn uitgeschakeld terwijl u componenten aan elkaar koppelt. Monteer de zendapparatuur (figuur 1). Sluit de 10 MHz uitgang van de rubidium oscillator aan op de Ref IN poort van de VSG met behulp van een Bajonet-Neill-Concelman (BNC) kabel. Sluit de RF OUT-poort van de VSG aan op de ingang van de directionele koppeling IN-poort met behulp van een Type N-kabel. Er wordt geen eindversterker geplaatst tot protocolstap 3.2. Sluit de OUT-poort van de directionele koppeling aan op het voor de ingangspoort geschikte banddoorgangsfilter (indien nodig) met behulp van een type N female naar female connector.OPMERKING: Een bandpassfilter wordt gebruikt om harmonische frequenties in andere banden te minimaliseren. Monteer de Type N-kabel die wordt aangesloten op de ontvangstantenne, het filter, de kabel tussen het filter en de voedingssplitter en de Type N-kabel die op de VSA wordt aangesloten; gebruik de VNA om dit systeem van componenten te meten. Voer dezelfde meting uit, maar via dezelfde componenten die op de SA zijn aangesloten. Noteer de S21-waarden , die worden gebruikt als de verliezen van het ontvangende systeem aan de VSA-kant van de stroomsplitser en de SA-kant van de stroomsplitser. Gebruik deze waarden om het ontvangen signaalniveau te corrigeren dat wordt besproken in de sectie representatieve resultaten. Systeeminstellingen ontvangen Sluit alle apparaten aan op een voedingsbron: een UPS of een overspanningsbeveiliging. Zorg ervoor dat alle instrumenten zijn uitgeschakeld terwijl u componenten aan elkaar koppelt. Monteer de ontvangstapparatuur (figuur 2). Sluit een Type N-kabel aan op de ingang van het bandpassfilter. Sluit de uitgang van het bandpassfilter aan op de ingang van de vermogensverdeler (poort 1). Sluit poort 2 van de voedingsverdeler aan op de RF IN-poort op de VSA. Sluit poort 3 van de voedingsverdeler aan op de RF IN-poort op de SA. Sluit met behulp van een BNC-snoer de Frequency Adj van de rubidiumoscillator aan op de DC OUT van de gelijkstroom (DC) voeding. Sluit een 10 MHz uitgang van de rubidium oscillator aan op de Ext Ref In poort op de VSA met behulp van een BNC kabel. Sluit een 10 MHz uitgang van de rubidium oscillator aan op de Ext Trig/Ref In poort op de spectrum analyzer. Schakel de VSG in en zorg ervoor dat deze is ingesteld op RF UIT. Schakel de vermogensmeter in. Zet alle instrumenten aan en laat de instrumenten een uur opwarmen voordat je metingen doet. Configureer de VSA in de VSA 89601B-modus. Stel in de VSA-modus de middenfrequentie in op de CW-frequentie van belang. Selecteer ten slotte het aantal genomen punten met de gewenste lengte van de totale meting in gedachten.OPMERKING: Hoewel het systeem werkt met een CW, moet de overspanning worden ingesteld om eventuele Doppler-verschuivingen en -vervaging op te vangen. De resolutiebandbreedte bepaalt het filter dat door de VSA wordt gebruikt om het vermogen te meten terwijl het over het frequentiebereik veegt, dus het selecteren van een bandbreedte met lage resolutie maakt een nauwkeurigere meting mogelijk. Als afweging kost een lagere resolutiebandbreedte meer tijd per punt. Configureer de VSA met de volgende instellingen: selecteer VSA 89601B-modus; middenfrequentie: Freq MHz (bijv. 1770 MHz); spanwijdte: 3 kHz; TimeLen: 1 s; ResBW: 3,81938 Hz; NumPts: max (491026 pts, 409601 pts)-afhankelijk van VSA; Rng: -42 dBm; bovenste grafiek bovenste schaalwaarde: -30 dBm. Zorg ervoor dat de SA wordt bestuurd door instrumentbesturingssoftware die programmeerbare standaardcommando’s gebruikt voor SCPI-opdrachten (Programmeble Instruments), zodat continue sweeps kunnen worden verzameld en opgeslagen. Stel de SA zo in dat de start- en stopfrequenties overeenkomen met de VSA-middenfrequentie. Aangezien de RBW op dezelfde manier de filtergrootte bepaalt die door de SA wordt gebruikt, stelt u de RBW in op dezelfde waarde als de overspanning van de VSA-meting. Stel de videobandbreedte in op dezelfde waarde als de resolutiebandbreedte en de detectiemodus om te samplen om ongemiddelde gegevens op te nemen. Laat demping uit, zorg ervoor dat de SA niet overbelast raakt en houd de voorversterker aan. Configureer de SA met het volgende voor elke sweep: StartFreq: Dezelfde middenfrequentie als in de VSA-opstelling (bijv. 1770 MHz); StopFreq: Dezelfde middenfrequentie als in de VSA-opstelling (bijv. 1770 MHz); RBW (MHz): 0,003; VBW (MHz): 0,003; detector: monster; veegtijd: 500 ms; pts/spoor: 461; voorversterker AAN; demping: 0; automatische demping: Uit. Druk op de SA op Enter om de menu’s te openen. Schakel Externe verwijzing in door op de Shift-knop te drukken en de systeemknop op de spectrumanalysator te selecteren. Selecteer vervolgens Meer | Poortinstellingen | Ext-ingang | Ref met behulp van de softkeys in de buurt van het scherm. Configureer de VSG door een CW-uitgang te selecteren. Stel de frequentie in op 1770 MHz. Volg de procedure in paragraaf 4.22 om het lineaire bereik van de eindversterker te bepalen. Stel de VSG-uitgangsamplitude in op -4 dBm, de bovengrens van het lineaire bereik van de eindversterker. Kalibreer de vermogensmeter. Sluit de kop van de vermogensmeter aan op de referentiepoort (kanaal A of B) en het andere uiteinde van de vermogensmeter op een meetpoort. Stel de frequentie van de vermogensmeter in op 1770 MHz voor de hierboven gebruikte referentiepoort. Nul en kalibreer de vermogensmeter. Zorg ervoor dat de meterstand binnen 0,2 dB van 0 dBm blijft. Koppel de kop van de vermogensmeter los van de referentiepoort en sluit de kop van de vermogensmeter aan op de uitgang van de verzwakker in figuur 1. Kalibreer de VSA: hulpprogramma’s | Kalibratie | Kalibratie. Schakel RF in op de VSG.OPMERKING: Zorg ervoor dat er een signaal op de spectrumanalysator staat. Als het signaalniveau daalt tot -120 dBm, is de externe referentie niet ingeschakeld. Als het signaal te sterk is, zal het het ontvangstsysteem overbelasten en de VSA of SA beschadigen. Houd rekening met de maximale ingangssignaalniveaus (meestal weergegeven aan de voorkant van het instrument) en blijf ten minste 10 dB onder dit niveau. Synchroniseer de rubidiumoscillatoren door de spanning in te stellen, maar overschrijd de maximale ingangsspanning die is toegestaan op de rubidiumsynchronisatiepoort niet. Wijzig TimeLen in de bovenste grafiek op het VSA-scherm naar 100 ms. Stel de y-as op de onderste plot in op I-Q. Druk op Current/Voltage op het voorpaneel van de voeding. Verander de spanning een beetje per keer en kijk naar de stip op het VSA-scherm: als het heen en weer draait, doe niets, de frequenties zijn uitgelijnd. Als het consequent in één richting draait, wijzigt u de aflezing van de vermogensmeter (spanning) totdat de stip op de I-Q-plot begint te vertragen en langzaam heen en weer beweegt (slingerbeweging) (figuur 4). Stel TimeLen in de bovenste grafiek op het VSA-scherm terug op 1 s en stel de y-as weer in op Log Magnitude. Neem 10 acquisitierecords op de SA om te controleren of alle parameters correct zijn ingesteld en of het signaalniveau op het SA-scherm overeenkomt met het signaalniveau op het VSA-onderste scherm. 2. Laboratoriumverificatie en -validatie Zonder antennes te bevestigen, plaatst u een variabele verzwakker tussen de zendzijde van het systeem en de ontvangstzijde van het systeem (figuur 5). Verwijder de eindversterker uit de meetopstelling voor deze verificatie. Stel de getrapte verzwakkerdemping in op 0 dB en het aantal records op de VSA Input > Recording op 120.OPMERKING: Eén record is gelijk aan de TimeLen die op de VSA is ingesteld. Stel het aantal sweeps op de SA in op 120 records. Wijzig de uitgangsamplitude van de VSG in 0 dBm en druk op de RF ON-knop op de VSG. Stel een piekmarkering in om de waarde van de signaalsterkte te bepalen en controleer of er een signaal op de VSA wordt gezien. Start de VSA door op de opnameknop boven aan het scherm te drukken. Start een SA-meting met behulp van de instrumentbesturingssoftware. Wijzig de getrapte verzwakker in 10 dB en herhaal stap 4-10. Doorloop alle instellingen van de getrapte verzwakker en noteer de waarden voor elke dempingsinstelling.OPMERKING: Naarmate de verzwakker 90 tot 110 dB nadert, wordt het signaal luidruchtiger naarmate het de systeemruisvloer van het instrument nadert. Meetwaarden in de buurt van de geluidsvloer van het systeem zullen zeer variabel zijn. Om de VSA-ontvangen signaalniveaus te verifiëren, berekent u een venstergemiddelde van 0,5 s tot het VSA-record van 120 s en gemiddeld elke sweep van de SA. Voeg het VSG-uitgangsvermogensniveau, de verliezen aan de zendzijde en de ontvangende zijde van het systeem en de instelling van de getrapte verzwakker toe.OPMERKING: De waarde van de bovengenoemde som in stap 2.6 moet gelijk zijn aan de gemiddelde ontvangen signaalniveaus die door de VSA en de SA zijn geregistreerd binnen 0,5 dB, voor getrapte dempingen van minder dan 80 dB. Als ze dat niet doen, ga dan terug en hermeet systeemverliezen. 3. Veldmetingen OPMERKING: Test en verifieer het systeem altijd vóór elke meetcampagne. Voer stap 1.1-1.3 uit vóór elke nieuwe meetcampagne en stel de zendzijde van het systeem in, zoals besproken in punt 1.4.OPMERKING: Dit is meestal ondergebracht in een cellular-on-wheels (COW), die tijdens de metingen vast blijft staan. Sluit de eindversterker aan tussen de VSG en de directionele koppeling, zoals beschreven in stap 1.4.2.1. Gebruik een directionele koppeling die de vermogensniveaus aankan die door de eindversterker worden gegenereerd. Voeg een verzwakker van 50 dB toe aan de richtingskoppeling op de gekoppelde poort om binnen de opgegeven ingangsvermogensniveaus van de vermogensmeter te blijven en sluit de vermogensmeter aan op deze poort. Sluit de type N-uitgangskabel van de directionele koppeling aan op de zendantenne. Stel de ontvangstzijde van het systeem in, zoals besproken in stappen 1.5-1.6, in een mobiel voertuig. Sluit de ontvangstantenne aan op de Type N-kabel die op het filter is aangesloten. Naast de SA-installatiestappen 1.11.3-1.11.4 moet de GPS-antenne in de SA worden ingesteld. Schakel het GPS-record in: Meas-instellingen | GPS-| inschakelen Standaard GPS. Schakel GPS in op de spectrumanalysator door de Shift-knop ingedrukt te houden en de systeemknop op de spectrumanalysator te selecteren. Selecteer vervolgens Meer | GPS-| GPS-ON & GPS Info-ON met behulp van de softkeys bij het scherm. Plaats de GPS-antenne op het dak van het meetvoertuig van de ontvanger. Zorg ervoor dat de meetsoftware ook NMEA-strings van de GPS voor elke sweep inleest. Ga verder met de installatie zoals besproken in stappen 1.11-1.17 en stel het aantal records in op de VSA-invoer | Registratie op basis van geschatte meettijd. Stel het aantal SA-records in op het aantal VSA-records plus ongeveer 300 records, waarbij u opmerkt dat de SA langzamer veegt dan de VSA. Begin de meting door eerst de VSA te starten door op de opnameknop boven aan het scherm te drukken. Start de meting van de spectrumanalysator. Sla na de meting het VSA-opnamebestand op | Opslaan | Opname opslaan. Opties opslaan | Sla kopteksten met gegevens op. Wanneer u het bestand opslaat, voegt u een _VSA toe aan het einde van het bestand. Wijzig de naam van het gegevensbestand voor de spectrumanalysator zodat deze overeenkomt met de bestandsnaam van de VSA, maar voeg _SA toe voor de spectrumanalysator.