Stanovenie výkonu signálu na vstupe prijímača laboratória oddelenia. Jednotky merania úrovní rádiového signálu Ako merať silu rádiového signálu na určitej frekvencii

7.9 Meranie parametrov v rádiofrekvenčných systémoch Meranie funkcie BER (C/N)

Moderné techniky merania BER využívajú rôzne schémy, z ktorých možno rozlíšiť dve hlavné.

Ryža. 7.16. Schéma metódy laditeľného atenuátora.

Pri tomto spôsobe je do rádiofrekvenčnej cesty prijímača zaradený laditeľný atenuátor, pomocou ktorého sa zavádza dodatočný útlm a predpokladá sa, že stabilita prijímaného signálu je konštantná počas celej doby merania. Úrovne signálu a šumu sa merajú pomocou merača výkonu a meranie šumu v medzifrekvenčnej ceste prijímača bez filtrovania dáva hodnotu väčšiu ako skutočný výkon šumu v prevádzkovom pásme cesty. Preto sa pri meraní výkonu používajú prídavné filtre naladené na prevádzkové frekvenčné pásmo.

Chybový parameter BER sa meria digitálnym kanálovým analyzátorom.

Hlavnou nevýhodou metódy je predpoklad konštantného výkonu užitočného signálu počas celej doby merania. V reálnych podmienkach úroveň užitočného signálu podlieha značným výkyvom v dôsledku viaccestného šírenia rádiových vĺn a zmien podmienok šírenia. Z tohto dôvodu sa môže meniť aj pomer C/N a dokonca aj zmena C/N o 1 dB môže spôsobiť zmenu BER o rádovú veľkosť. Táto metóda teda neposkytuje požadovanú presnosť merania, najmä pri nízkych hodnotách BER.

2. Interferenčná metóda merania BER(C/AT), ktorej schéma je na obr. 7.17, používa špeciálne zariadenie - analyzátor/simulátor parametra C/N, ktorý meria úroveň výkonu užitočného signálu C pri zavedení danej úrovne šumu N, čo zabezpečuje vysokú presnosť pri určovaní parametra C/N. Pri tejto metóde analyzátor/simulátor automaticky nastavuje úroveň zavedeného hluku a presnosť merania charakteristiky BER(C/AT) môže dosiahnuť hodnoty ~1СГ12. Na záver tejto úvahy o funkcii BER (CIN) poznamenávame nasledovné.

1. Porovnanie teoretických a praktických závislostí VESHCHS/N) ukazuje, že praktické závislosti sa líšia od teoretických v tom, že pre praktické hodnoty BER je potrebný väčší pomer C/N. Je to spôsobené rôznymi dôvodmi degradácie parametrov v medziľahlých a rádiofrekvenčných dráhach.

2. V praxi sú príspevky rádiovej a medzifrekvenčnej cesty navzájom porovnateľné, pričom pre systémy digitálneho prenosu informácií s rýchlosťou do 90 Mbit/s sú nasledovné hodnoty úrovní degradácie parametra BER: pozorované.

Ryža. 7.17. Schéma interferenčnej metódy na meranie BER(C/N)

Zhoršenie medzifrekvenčnej cesty IF:

Chyby vo fáze a amplitúde modulátora - OD dB;

Intersymbolové rušenie v dôsledku prevádzky filtra - 1,0 dB;

Prítomnosť fázového šumu - 0,1 dB;

Postupy diferenciálneho kódovania/dekódovania - 0,3 dB;

Jitter (fázový jitter) - 0,1 dB;

Šírka pásma nadmerného šumu demodulátora - 0,5 dB;

Iné dôvody (efekt starnutia, teplotná nestabilita) - 0,4 dB.

Celkovo teda môže zhoršenie BER v IF ceste dosiahnuť 2,5 dB. Degradácia BER v rádiovej frekvencii:

Efekty nelinearity - 1,5 dB;

Zhoršenie spôsobené obmedzením šírky pásma kanála a časom oneskorenia skupiny - 0,3 dB;

Rušenie v susedných kanáloch - 1,0 dB;

Zhoršenie v dôsledku útlmu a ozveny - 0,2 dB. Celkovo bude v RF rádiofrekvenčnej ceste zníženie BER 3 dB, to znamená celkovo v systéme

Degradácia BER prenosu môže dosiahnuť -5,5 dB.

Je potrebné poznamenať, že v diagramoch na obr. 7.16, 7.17 sa nebral do úvahy účel ekvalizérov v digitálnych rádiových cestách.

Meranie frekvencie a výkonu v rádiofrekvenčných dráhach.

Merania frekvencie a výkonu užitočného rádiového signálu sa v praxi realizujú pomocou nasledujúcich metód:

1) používajú sa merače frekvencie a merače výkonu,

2) Používajú sa spektrálne analyzátory s funkciami merania markerov.

V druhej metóde marker poskytuje pohyb pozdĺž spektrálnej charakteristiky a súčasne zobrazuje hodnoty frekvenčných a výkonových parametrov užitočného rádiového signálu.

Na rozšírenie možností merania výkonových parametrov poskytujú moderné spektrálne analyzátory spektrálne vyhladzovanie, filtrovanie šumu atď.

Analýza činnosti ekvalizérov.

V porovnaní s káblové systémy rádiový vzduch, ako médium na prenos rádiových signálov, má vlastnosti, ktoré sa v čase náhodne menia. Vzhľadom na rozšírené používanie digitálnych rádiokomunikačných systémov a zvýšené požiadavky na presnosť ich prenosu sú v prijímacích zariadeniach zahrnuté ekvalizéry, ktoré dramaticky znižujú vplyv viaccestného šírenia (zarovnanie signálu) a čas skupinového oneskorenia (automatické ladenie signálu). Pri používaní digitálnych metód na moduláciu vysokofrekvenčných signálov sa vývojári stretli s ťažkosťami pri presnom ladení modemov a iných zariadení tvoriacich kanály ako súčasti vysokofrekvenčnej cesty. V tomto prípade ekvalizéry pôsobia aj ako prvky kompenzácie prípadných nelinearít v zariadeniach rádiofrekvenčnej prenosovej cesty. V moderných rádiofrekvenčných systémoch prenosu informácií existujú dva hlavné typy útlmu spojené s faktormi šírenia rádiového signálu pozdĺž rádiofrekvenčnej cesty.

1) Lineárny útlm, čo je frekvenčne nezávislý rovnomerný pokles amplitúdy signálu od faktorov distribúcie signálu. Lineárny útlm je zvyčajne spôsobený prírodnými faktormi pri šírení elektromagnetických vĺn:

S priebežnou distribúciou v lesných oblastiach;

Pri distribúcii v atmosfére za prítomnosti hydrometeorov (dážď, sneh).

2) Útlm spôsobený viaccestným šírením rádiových signálov.

Tieto dva faktory menia amplitúdu požadovaného signálu, čo vedie k zmene pomeru C/N, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje parameter chyby BER. Zmeny v štruktúre užitočného signálu spojené s týmito dvoma útlmami sú kompenzované ekvalizérmi. Ako viete, základom fungovania každého ekvalizéra je použitie úzkopásmového zárezového filtra na odstránenie nelinearity užitočného signálu. Hlavným parametrom merania je závislosť hĺbky filtrácie od frekvencie pri danom parametri BER, ktorý sa v rôznych prehľadoch nazýva krivka M alebo krivka W (obr. 7.18).

Ryža. 7.18. M krivky pre prípady neprítomnosti a prítomnosti ekvalizéra.

Na získanie krivky M sa zvyčajne simulujú rôzne podmienky prenosu signálu, ktoré sú kompenzované ekvalizérom a v procese kompenzácie je zostrojená krivka M. Schéma merania je na obr. 7.19.

Ako výsledok meraní sa získajú diagramy vo forme obojstranných M kriviek, z ktorých jedna je bez hysterézie (ukazuje schopnosť filtra ekvalizéra poskytnúť hĺbku filtrovania pri danej frekvencii dostatočnú na vyrovnanie štruktúry užitočný signál) a druhým je hysterézia (ukazuje výkon filtra, keď je). skutočná práca v prípade potreby najprv zvýšte a potom znížte parameter hĺbky filtrácie). V praxi sú oba typy kriviek nevyhnutné na analýzu výkonu ekvalizéra.

Ryža. 7.19. Schéma merania pre M krivky

Merania parametrov nerovnomernosti fázovo-frekvenčnej charakteristiky a času skupinového oneskorenia.

Nerovnomernosť fázovo-frekvenčnej odozvy (PFC) rádiofrekvenčnej cesty je určená časom skupinového oneskorenia (GDT) zo vzorca:

Priame meranie závislosti fázového posunu od frekvencie f(n) a následná diferenciácia výslednej závislosti sa realizuje spravidla pre systémy s nízkou úrovňou fázového šumu, avšak pre rádiokomunikačné systémy je fázový šum prítomný. v kanáli, čo vedie k nerovnomernej fázovej odozve a zmene skupinového oneskorenia. Typicky sa skupinové merania oneskorenia vykonávajú počas akceptačných testov rádiových systémov a berú do úvahy možné odchýlky v prevádzke vysielača, prijímača, anténnych zariadení a podmienok šírenia rádiového signálu. Článok popisuje dve metódy merania skupinového oneskorenia založené na použití kompozitných rádiových signálov.

Merania odolnosti voči lineárnemu zoslabovaniu a viaccestnému útlmu rádiových signálov

Parametre rádiových signálov sa menia v dôsledku lineárneho útlmu a útlmu spôsobeného viaccestným šírením rádiových signálov. Pri vykonávaní výrobných testov je zavedený prijateľný limit lineárneho útlmu nepresahujúci 50 dB pre BER = 10~3. Na kompenzáciu lineárneho útlmu sa ako súčasť vysielača/prijímača používajú ekvalizéry. Výkon ekvalizéra, ktorý kompenzuje lineárny útlm, možno merať pomocou laditeľných atenuátorov.

Pri meraní odporu proti útlmu spojenému s viaccestným šírením rádiových signálov je možné použiť stavový diagram a diagram oka, ktoré zobrazujú:

Stavový diagram - presluchy medzi signálmi I a Q sú znázornené ako elipsy,

Diagram oka - fenomén multipath sa odráža v posune stredov „očí“ od stredu k okrajom.

Stavový diagram aj diagram oka však neposkytujú všetky potrebné špecifikácie merania. Na uskutočnenie praktických meraní účinnosti kompenzácie javu viaccestných signálov sa používajú metódy, ktoré sú konzistentné s metódami kompenzácie. Keďže je takmer nemožné predpovedať výskyt viaccestného faktora, vplyv tohto faktora sa berie do úvahy pomocou stresových metód, teda simuláciou fenoménu viaccestného šírenia signálu. Ako je uvedené v práci, na simuláciu viaccestného šírenia signálu sú použité dva modely.

1.Dvojlúčový model. Princíp modelovania vychádza z teoreticky podloženého predpokladu, že útlm je spojený s dvojlúčovou interferenciou a rušivý lúč má oneskorenie (pre odrazený lúč) v čase. Z charakteristík nerovnomernosti frekvenčnej odozvy (amplitúdovo-frekvenčnej charakteristiky) a skupinového oneskorenia pre dvojlúčové šírenie rádiového signálu vyplýva:

Zníženie amplitúdy so zmenou frekvencie;

Zmeny v skupinovom oneskorení a frekvenčnej odozve v prípade minimálnej fázy (keď má hlavný rádiový lúč veľkú amplitúdu);

Zmeny frekvenčnej odozvy a skupinového oneskorenia v prípade neminimálnej fázy (keď výsledný lúč po interferencii dvoch lúčov prekročí amplitúdou hlavný signál).

2. Trojlúčový model. Keďže dvojlúčový model nepopisuje jav amplitúdovej modulácie a výskyt slabých vzorov úderov v rozsahu prevádzkovej frekvencie, v dôsledku čoho sa amplitúda užitočného signálu odchyľuje v rámci pracovného rozsahu, aj keď je uzol úderov mimo prevádzkový rozsah, používa sa trojlúčový model, aby sa zohľadnil efekt posunu amplitúdy. Typicky sa dvojlúčový model používa na vysokokvalitné merania a trojlúčový model sa používa na presné merania.

Intermodulačná interferenčná analýza.

Keď sa rádiové signály šíria v ceste, vznikajú intermodulačné interakcie signálov počas multiplexovania a demultiplexovania, ako aj pod vplyvom nelinearít zariadení tvoriacich kanál v rámci cesty. Intermodulačné skreslenie je zvyčajne na pomerne nízkej úrovni - menej ako 40 dB vzhľadom na úroveň požadovaného signálu. Avšak riadenie intermodulačného skreslenia a odstraňovanie jeho príčin poskytuje v niektorých prípadoch riešenie problému rušenia v susedných kanáloch. Na analýzu intermodulácie sa používajú spektrálne analyzátory.

Merania charakteristík kanálotvorných rádiofrekvenčných ciest.

Okrem komplexných meraní sa v praxi široko využívajú merania charakteristík kanálotvorných rádiofrekvenčných ciest, ktorých znalosť je nevyhnutná pri projektovaní a prevádzke systémov prenosu rádiotechnických informácií. Okrem meraní frekvencie a výkonu v oblasti služieb je potrebné merať anténne systémy, úrovne tepelného šumu, frekvenčnú stabilitu hlavných oscilátorov, fázový jitter, parametre modemov a zosilňovacie cesty spolu s filtračnými zariadeniami.

Merania anténneho systému.

Zariadenia na napájanie antény ako súčasť vysokofrekvenčnej cesty zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu. Hlavné parametre: výkon žiarenia, diagram žiarenia v zodpovedajúcich rovinách, zisk, impedancia atď., sa zvyčajne vypočítavajú a merajú vo fáze výroby antény. Počas prevádzky sú dôležité parametre

Koeficient postupnej vlny (TWC): CBW = Umin/Umax, (7,38)

Pomer stojatých vĺn (SWR): SWR = 1/KBW, (7,39)

Úroveň spätnej straty z anténneho vstupu, kde Umin a Umax sú minimálne a maximálne napätie na prívodnom vedení.

V prípade ideálneho prispôsobenia trasy: výstup vysielača - napájač - anténny vstup, KBV = 1 (keďže všetka energia z výstupu vysielača smeruje do antény a zároveň £/min = Umax), v prípade Umin = 0, VSWR = oo KBV = 0 — v podávači nastáva režim stojatej vlny, čo je neprijateľné.

V reálnom prípade môže SWR nadobudnúť hodnoty 1,1...2, teda SWR = 0,5...0,9. V rádiových trasách digitálnych informačných prenosových systémov s digitálnymi typmi modulácie sa vyžaduje nízka úroveň spätných strát, to znamená minimálna hodnota SWR -1,1, keď je režim v napájacom vedení blízky vysokému stupňu prispôsobenia.

Napríklad pre mikrovlnné spojenia využívajúce moduláciu 64 QAM je odporúčaná úroveň potlačenia straty antény 25 dB alebo vyššia. Na meranie spätných strát sa zvyčajne používa obvod znázornený na obr. 7.20.

Signál je privádzaný z mikrovlnného oscilátora do antény cez pasívnu smerovú spojku. V prítomnosti vlny odrazenej od vstupu vstupujú elektromagnetické oscilácie do spektrálneho analyzátora (alebo selektívneho prijímača) cez smerovú spojku, kde sa meria úroveň odrazeného výkonu. Aby sa znížila úroveň odrazeného výkonu, je trasa antény a napájača prispôsobená. Pri praktickom použití namiesto spektrálneho analyzátora merača výkonu sa presnosť merania znižuje, pretože merač výkonu spolu s odrazeným signálom zohľadňuje úroveň šumu spojenú s vonkajšími vplyvmi na rádiový kanál v danom prevádzkovom frekvenčnom rozsahu.

Merania úrovne vlastného tepelného šumu prvkov rádiofrekvenčnej dráhy.

So zvyšujúcou sa úrovňou hluku sa medzisymbolové skreslenie prudko zvyšuje digitálnych signálov a hodnota BER sa zvyšuje. V stavových diagramoch a očných diagramoch sa to odráža vo zväčšení veľkosti bodov zobrazenia stavu a účinku „zatvárania očí“. Meranie hluku rôzne zariadenia ako súčasť rádiofrekvenčnej cesty sa vykonáva v prevádzkovom štádiu na lokalizáciu bodu zvýšenej hladiny hluku. Vzhľadom na to, že vlastný šum rôznych zariadení v rádiofrekvenčnej ceste je malý, na merania sa používajú diferenciálne metódy. Za týmto účelom sa do testovacieho signálu primieša rušivý jednofrekvenčný signál a potom sa vykonajú merania šumu na základe rozdielu medzi rušivým signálom a šumom. Táto metóda sa používa pri meraní šumu s nízkym výkonom. Ako príklad na obr. Na obrázku 7.21 sú výsledky meraní šumu na pozadí rušivého jednofrekvenčného signálu pre moduláciu 16 QAM pri odstupe signálu od šumu C/I = 15 dB, pričom, ako je vidieť z obrázku, nárast v hladina hluku vedie k zväčšeniu veľkosti bodov na stavovom diagrame a efektu „zatvorenia oka“ “ na diagrame oka.

Ryža. 7.21. Príklady stavového diagramu a diagramu oka pri meraní hluku pri C/1 = 15 dB.

Merania fázového jitteru.

Dôležitým parametrom merania pre rádiofrekvenčné prenosové systémy s digitálnou moduláciou je fázový jitter signálu z hlavných oscilátorov prijímača/vysielača, takzvaný jitter. Na analýzu jitteru sa efektívne používa stavový diagram, pretože diagram oka naň nie je citlivý. Ak sa v ceste vyskytne fázový jitter signálu, potom, ako vyplýva z

Ryža. 7.22 dochádza k zväčšeniu veľkosti bodov stavového diagramu. Na odstránenie problémov spojených s prítomnosťou jitteru pri meraní jitteru sa zvyčajne vykonávajú dodatočné merania prevádzkových parametrov hlavných oscilátorov a odstraňujú sa poruchy.

Meranie parametrov modemu.

Na meranie parametrov modemu sa zvyčajne používajú analyzátory, ktoré poskytujú meranie signálu vo forme stavových diagramov a diagramov oka, ktoré poskytujú najúplnejšie informácie o štruktúre a zmenách parametrov digitálnej modulácie. Na obr. Obrázok 7.23 ukazuje ako príklad stavový diagram a diagram oka pre prípad kvadratúrnej amplitúdovej modulácie so 16 stavmi 16 QAM, z ktorých vyplýva:

Rozmazanie bodov stavového diagramu indikuje vplyv šumu;

Skreslenie veľkosti „oka“ naznačuje možné poruchy v prevádzke digitálneho kanála (napríklad výskyt medzisymbolových skreslení).

Ryža. 7.23. Príklad stavového diagramu a diagramu oka pre 16-stavový prípad AM 16 QAM

Uvažujme o nasledujúcich typoch porúch modemu a zodpovedajúcich diagramoch.

1. Strata synchronizácie v digitálny kanál.

Globálne zlyhanie/odpojenie demodulátora alebo zlyhanie fázového zámku môže viesť k strate prispôsobenia medzi modulátorom a demodulátorom a strate signálu v prenosovom systéme. V tomto prípade stavový diagram predstavuje náhodné rozloženie signálov cez zodpovedajúce modulačné úrovne, „oko“ diagramu oka je úplne zatvorené (obr. 7.24).

Ryža. 7.24. Príklad straty synchronizácie v digitálnom kanáli: stavový diagram predstavuje náhodné rozloženie signálov do zodpovedajúcich modulačných úrovní, „oko“ diagramu oka je úplne zatvorené.

2. Porušenie nastavení parametrov úrovne modulácie/demodulácie.

Na obr. Obrázok 7.25 ukazuje stavový diagram, z ktorého vyplýva, že pri stanovení úrovní modulácie/demodulácie vznikla nerovnováha v amplitúde signálu. Zmeny v stavovom diagrame môžu naznačovať nelinearity v modulátore alebo poruchu DAC.

Ryža. 7.25. Príklad porušenia nastavení úrovne modulácie/demodulácie.

3. Porušenie ortogonality I a Q vektorov demodulátora.

Jednou z bežných porúch pri prevádzke modemu je porucha demodulátora, keď vektory I a Q polárnych súradníc demodulátora nie sú striktne ortogonálne. To vedie k nesúladu medzi stavmi a ortogonálnou súradnicovou sieťou na stavovom diagrame (obr. 7.26).

Táto chyba môže alebo nemusí byť sprevádzaná chybou fázovej synchronizácie v obvode obnovy nosnej. V prípade absencie chyby sa výsledok vplyvu tejto poruchy na diagram oka redukuje na zatvorenie „oka“ na diagrame na signáli I a absenciu akejkoľvek zmeny na diagrame Q. Ak dôjde k chyba, „oči“ oboch diagramov budú zatvorené. Je potrebné poznamenať, že samotná analýza diagramu oka neumožňuje určiť príčinu poruchy, pretože tento diagram sa úplne zhoduje s diagramom oka, ak je prítomný. vysoký stupeň aditívny šum v kanáli. V tomto prípade môže spoľahlivo určiť príčinu poruchy iba stavový diagram. Odstránenie opísanej poruchy vyžaduje nastavenie demodulátora z hľadiska ortogonality signálov I a Q. V stavovom diagrame na obr. 7.27 zaznamenala prítomnosť chyby fázovej synchronizácie 2,3 stupňa.

Ryža. 7.27. Príklad výskytu chyby fázovej synchronizácie.

Merania prevádzkových parametrov zosilňovačov ako súčasti rádiofrekvenčnej cesty.

Hlavné merané parametre činnosti zosilňovačov ako súčasti rádiofrekvenčnej cesty sú:

Hluk spôsobený zosilňovačmi;

Parametre nelinearity zosilňovacích sekcií.

Preťaženie amplitúdy môže spôsobiť prechod zosilňovača do nelineárneho režimu a v dôsledku toho prudký nárast pravdepodobnosti chyby v digitálnom prenosovom systéme. Použitie stavových diagramov a diagramov oka umožňuje vyhodnotiť príčiny poklesu parametrov kvality rádiovej komunikácie (nelineárne skreslenia vedú k rozmazaniu bodov stavového diagramu a zatváraniu „oka“ diagramu oka).

Základné parametre rádiového signálu. Modulácia

§ Sila signálu

§ Špecifická energia signálu

§ Trvanie signálu T určuje časový interval, počas ktorého existuje signál (iný ako nula);

§ Dynamický rozsah je pomer najvyššieho okamžitého výkonu signálu k najnižšiemu:

§ Šírka spektra signálu F - frekvenčné pásmo, v ktorom je sústredená hlavná energia signálu;

§ Základ signálu je súčinom trvania signálu a šírky jeho spektra. Treba poznamenať, že existuje nepriamo úmerný vzťah medzi šírkou spektra a trvaním signálu: čím je spektrum kratšie, tým je trvanie signálu dlhšie. Veľkosť základne teda zostáva prakticky nezmenená;

§ Pomer signálu k šumu sa rovná pomeru užitočného výkonu signálu k výkonu šumu (S/N alebo SNR);

§ Objem prenášaných informácií charakterizuje šírku pásma komunikačného kanála potrebnú na prenos signálu. Je definovaný ako súčin šírky spektra signálu a jeho trvania a dynamického rozsahu

§ Energetická účinnosť (odolnosť voči potenciálnemu šumu) charakterizuje spoľahlivosť prenášaných dát, keď je signál vystavený aditívnemu bielemu gaussovskému šumu, za predpokladu, že sekvencia symbolov je obnovená ideálnym demodulátorom. Je určený minimálnym odstupom signálu od šumu (Eb/N 0), ktorý je potrebný na prenos dát kanálom s pravdepodobnosťou chyby nepresahujúcou špecifikovanú hodnotu. Energetická účinnosť určuje minimálny výkon vysielača potrebný na prijateľnú prevádzku. Charakteristickým znakom modulačnej metódy je krivka energetickej účinnosti - závislosť pravdepodobnosti chyby ideálneho demodulátora od pomeru signálu k šumu (E b /N 0).

§ Spektrálna účinnosť - pomer rýchlosti prenosu dát k použitej šírke pásma rádiového kanála.

• AMP: 0,83
• NMT: 0,46
• GSM: 1,35

§ Odolnosť voči vplyvom prenosového kanála charakterizuje spoľahlivosť prenášaných dát, keď je signál vystavený špecifickým skresleniam: vyblednutiu v dôsledku viaccestného šírenia, obmedzenia pásma, frekvenčne alebo časovo koncentrovaného rušenia, Dopplerovho javu atď.

§ Požiadavky na linearitu zosilňovača. Na zosilnenie signálov s určitými typmi modulácie možno použiť nelineárne zosilňovače triedy C, ktoré môžu výrazne znížiť spotrebu energie vysielača, pričom úroveň vyžarovania mimo pásma neprekračuje prípustné limity. Tento faktor je obzvlášť dôležitý pre mobilné komunikačné systémy.

Modulácia(lat. modulatio - pravidelnosť, rytmus) - proces zmeny jedného alebo viacerých parametrov kmitania vysokofrekvenčnej nosnej podľa zákona nízkofrekvenčného informačného signálu (správy).

Prenášaná informácia je obsiahnutá v riadiacom (modulačnom) signáli a úlohu nosiča informácie zohráva vysokofrekvenčná oscilácia nazývaná nosič. Modulácia je teda proces „pristátia“ informačnej oscilácie na známom nosiči.

V dôsledku modulácie sa spektrum nízkofrekvenčného riadiaceho signálu prenáša do oblasti vysoké frekvencie. To umožňuje pri organizovaní vysielania nakonfigurovať fungovanie všetkých prijímacích a vysielacích zariadení na rôznych frekvenciách tak, aby sa navzájom „nerušili“.

Ako nosné môžu byť použité kmity rôznych tvarov (obdĺžnikové, trojuholníkové a pod.), najčastejšie sa však používajú harmonické kmity. Podľa toho, ktorý z parametrov kmitania nosnej vlny sa mení, sa rozlišuje typ modulácie (amplitúda, frekvencia, fáza atď.). Modulácia s diskrétnym signálom sa nazýva digitálna modulácia alebo kľúčovanie.

Hlavným parametrom rádiového vysielacieho zariadenia je sila signálu vysielaného do ovzdušia. Treba poznamenať, že požiadavky na výkon signálu v rozsahu VHF sú diktované charakteristikami šírenia rádiových vĺn v tomto frekvenčnom rozsahu.

Prvou vlastnosťou radu VHF je priamočiare šírenie rádiových vĺn v rámci viditeľnosti. Obrázok 1 znázorňuje túto vlastnosť šírenia rádiových vĺn v tomto rozsahu.

Obrázok 1. Priamka viditeľnosti rádiového spojenia

Približne, berúc do úvahy lom rádiových vĺn v rozsahu VHF, je dosah zorného poľa v kilometroch L určený ako:

, (1)

Keď je výška antény základňovej stanice a zosilňovača 70 m, komunikačný dosah nemôže presiahnuť 70 km:

Keď je výška antény základňovej stanice a zosilňovača 70 m, komunikačný dosah nemôže presiahnuť 70 km. Približné rozsahy priamej viditeľnosti v rozsahu VHF sú znázornené na obrázku 2.

Obrázok 2. Približný dosah rádiového spojenia v rozsahu VHF

Vypočítajme požadovaný výstupný výkon signálu vysielača pre danú vzdialenosť. Na to použijeme známy vzorec na určenie výkonu signálu na vstupe rádiového prijímača:

, (2) kde P prm - výkon signálu na vstupe rádiového prijímača; P prd - výkon signálu na výstupe rádiového vysielača; - vlnová dĺžka rádiového signálu; r— vzdialenosť medzi prijímačom a vysielačom; G prd - zisk antény rádiového vysielača (v časoch); G prm - zisk antény rádiového prijímača (v časoch);

Treba poznamenať, že v mobilných komunikačných systémoch sa sila signálu meria v dBm. Ide o pomer absolútnej hodnoty výkonu signálu, vyjadrenej vo wattoch, k výkonu signálu 1 mW.

, (3)

Napríklad výkon signálu 2 W zodpovedá hodnote 33 dBm a výkon signálu 10 W zodpovedá 40 dBm. Tento prístup umožňuje nahradiť operácie delenia a násobenia odčítaním a sčítavaním, resp. V tomto prípade vzorec na určenie výkonu signálu na vstupe rádiového prijímača (2), vyjadrený v decibeloch, bude mať túto formu:

, (4)

Vyjadrime z neho výkon potrebný od vysielača pri prevádzke vo voľnom priestore. Pre pásmo 160 MHz a všesmerové antény sa tento výkon bude rovnať:

, (5)

S odstupom signálu od šumu na vstupe demodulátora 6 dB môže byť výkon vysielača obmedzený na 1 mW.

Na druhej strane, keď sa rádiová vlna šíri po povrchu zeme, dochádza k ďalšej absorpcii. Na vysvetlenie javu ohýbania rádiových vĺn okolo rôznych prekážok a ich prieniku do oblastí tieňa a penumbry sa používa Huygensov-Fresnelov princíp. V súlade s Fresnelovým modelom je rozsah šírenia rádiových vĺn medzi vysielacími a prijímacími zariadeniami obmedzený elipsoidom rotácie okolo čiary, ktorá ich spája. Tento elipsoid je viacvrstvový a môže obsahovať nekonečný počet zón.

Zóna najbližšie k linke spájajúcej vysielač s prijímačom sa nazýva prvá Fresnelova zóna. Všeobecne sa uznáva, že pri šírení rádiových vĺn je najvýznamnejšia prvá Fresnelova zóna. Sústreďuje sa v ňom asi polovica prenášanej energie. Obrázok 3 znázorňuje pozdĺžny rez prvou Fresnelovou zónou.

Obrázok 3. Definícia Fresnelovej zóny

Pre každý bod rádiového spojenia možno polomer prvej Fresnelovej zóny (R0) nájsť pomocou vzorca:

, (6)

Pri zohľadnení vplyvu zemského povrchu je dôležitý najväčší polomer prvej Fresnelovej zóny. Pri rovnakej výške antén bude tento polomer v strede rádiového spojenia. V tomto prípade sa vzorec (6) transformuje do nasledujúceho tvaru:

, (7)

Pri dosahu rádiového spojenia viac ako 5 km je potrebné dodatočne zohľadniť zakrivenie Zeme ako prekážku. Tento efekt je znázornený na obrázku 3. Ak chcete vziať do úvahy zvýšenie úrovne zemského povrchu v strede rádiového spojenia v dôsledku jeho zakrivenia, môžete použiť nasledujúci vzorec:

, (8) kde hmax je maximálna výška prekážky vytvorenej v dôsledku zakrivenia Zeme (m), L je vzdialenosť medzi vysielačom a prijímačom (km).

Hodnoty výšky prekážky vytvorenej v dôsledku zakrivenia Zeme pre relatívne vzdialenosti r tek /L sú uvedené v tabuľke 1.

stôl 1

L	Relatívna vzdialenosť na rádiovom intervale
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
5 km	0,02 m	0,08 m	0,18 m	0,31 m	0,5 m	0,31 m	0,18 m	0,08 m	0,02 m
10 km	0,7 m	1,3 m	1,7 m	1,9 m	2 m	1,9 m	1,7 m	1,3 m	0,7 m
15 km	1,5 m	2,7 m	3,6 m	4 m	4,25 m	4 m	3,6 m	2,7 m	1,5 m

Teraz vypočítajme dodatočnú absorpciu signálu v dôsledku jeho zatienenia zemským povrchom. Za týmto účelom vypočítame výšku h max v strede rádiovej dráhy:

, (9)

Relatívna svetlosť rádiového vedenia sa bude rovnať

, (10)

Teraz pomocou grafu závislosti útlmu signálu vzhľadom na vzdialenosť prekážky znázornenej na obrázku 4 určíme dodatočný útlm signálu.

Obrázok 4. Závislosť útlmu signálu od svetlej výšky nad prekážkou

Pre relatívnu vôľu rádiového spojenia -0,37 bude dodatočný útlm signálu 50 dB. V dôsledku toho sa požadovaný výkon vysielača zvýši z -6 dBm na +44 dBm. Tento výkon zodpovedá výkonu vysielača 20 W.

V tomto prípade sme uvažovali o situácii, keď je na jednom mieste umiestnený jeden rádiový vysielač. Nie je však veľa miest vhodných na umiestnenie zosilňovačov základnej stanice. Preto sa zvyčajne na jednom mieste sústreďuje veľké množstvo rádiových vysielačov rádiových systémov na rôzne účely. Aby sa navzájom nerušili, musia byť na výstup vysielača nainštalované rôzne oddeľovacie zariadenia, ako sú filtre, obehové čerpadlá a zlučovače. Každý z nich oslabuje silu rádiového signálu. Okrem toho môže byť signál zoslabený cestou anténa-napájač. Celková hodnota útlmu signálu môže dosiahnuť 12 dB. To vedie k tomu, že aj keď je výkon na výstupe vysielača 100 W, potom len 6 W dosiahne anténu:

, (11)

Pre ilustráciu preveďme túto hodnotu na watty:

, (12)

závery

• Na prevádzku v rozsahu VHF, berúc do úvahy vplyv zakrivenia zemského povrchu a prekážok, je potrebný výkon vysielača najmenej 2 W
• Pre stacionárne rádiové stanice sa potrebný výkon zvyšuje na 50 ... 100 W v dôsledku strát v podávačoch a zlučovačoch

Literatúra:

Ďalšie parametre rádiových vysielacích zariadení:

Veľmi dôležitou charakteristikou rádiového vysielacieho zariadenia je rozsah vyžarovaných frekvencií. Na organizovanie mobilnej rádiovej komunikácie v rozsahu VHF...
http://site/UGFSvSPS/DiapPrdFr/

Pri vytváraní rádiového signálu je veľmi dôležité, aby sa celé spektrum vysielaného signálu koncentrovalo vo frekvenčnom pásme pridelenom pre daný rádiový kanál...
http://site/UGFSvSPS/maska/

STRUČNÝ OPIS

Séria meračov výkonu Anritsu ML2490A Sú to vysokorýchlostné digitizéry a procesory signálov pochádzajúcich zo snímačov výkonu, ktoré sú k nim pripojené. Model Anritsu ML2495A je jednokanálový a podporuje pripojenie jedného snímača a model Anritsu ML2496A môže pracovať súčasne s dvoma rôznymi snímačmi. V závislosti od typu pripojených snímačov môže byť frekvenčný rozsah od 100 kHz do 65 GHz.

Vďaka veľmi vysokej rýchlosti digitalizácie (časové rozlíšenie dosahuje 1 ns) môžu byť merače série Anritsu ML2490A použité na vývoj a konfiguráciu radarov a šírka pásma týchto zariadení rovnajúca sa 65 MHz umožňuje ich použitie vo všetkých fázach. výstavby a prevádzky bezdrôtových komunikačných systémov 3G, 4G a 5G, vrátane systémov novej generácie založených na komplexných modulačných technológiách, ako je OFDM.

Okrem pulzných snímačov a snímačov špičkového výkonu môže séria Anritsu ML2490A pripojiť rôzne snímače na meranie stacionárnych rádiových signálov (CW), vďaka čomu sú univerzálne na použitie. Kompletný popis všetkých charakteristík série Anritsu ML2490A si môžete stiahnuť nižšie na tejto stránke v sekcii.

Hlavné charakteristiky:
Počet kanálov: 1 (model ML2495A) alebo 2 (model ML2496A).
Frekvencia: 100 kHz – 65 GHz (v závislosti od snímača).
Šírka pásma (pásmo videa): 65 MHz.
Typická doba nábehu: 8 ns (s impulzným enkodérom MA2411B).
Časové rozlíšenie: 1 ns. Zabudovaný výkonový kalibrátor (50 MHz a 1 GHz).
Ideálne pre radarové aplikácie a bezdrôtové siete(4G a 5G).
Merania výkonu: Priemerný, Min, Max, Peak, Crest, PAE (Power Added Efficiency).
Obrazovka 8,9 cm (rozlíšenie 320 x 240). Rozhrania: Ethernet, IEEE-488 (GPIB), RS-232.
Hmotnosť: 3 kg. Rozmery: 213 x 88 x 390 mm. Prevádzková teplota: od 0°C do +50°C.
Presne zmerajte výkon akéhokoľvek rádiového signálu

DETAILNÝ POPIS

Séria vysokofrekvenčných meračov výkonu Anritsu ML2490A ponúka vynikajúci výkon v porovnaní s inými sériami dvoch meračov Anritsu (ML2480B a ML2430A). Séria ML2490A obsahuje dva modely: jednokanálový ML2495A a dvojkanálový ML2496A. Oba modely pracujú v spojení s externými snímačmi (senzormi). Elektromery Anritsu ML2490A sú kompatibilné so šiestimi sériami snímačov, ktoré pokrývajú veľmi široký rozsah aplikácií vo frekvenčnom rozsahu od 10 MHz do 50 GHz a vo výkonovom rozsahu od -70 dBm do +20 dBm.

V závislosti od typu pripojeného snímača môžu merače Anritsu ML2490A merať nasledujúce parametre sily signálu: Priemerná (priemerná hodnota), Min (minimálna hodnota), Max (maximálna hodnota), Špičková (špičková hodnota), Crest (faktor výkyvu), Rise - čas (doba nábehu), PAE (Power Added Efficiency) atď. Na kalibráciu senzorov obsahujú zariadenia Anritsu ML2490A štandardne vstavaný výkonový kalibrátor pre dve frekvencie: 50 MHz a 1 GHz.

Táto fotografia zobrazuje jednokanálový vysokofrekvenčný merač Anritsu ML2495A a dvojkanálový vysokofrekvenčný merač Anritsu ML2496A spolu s dvoma najlepšími snímačmi: pulzným snímačom Anritsu MA2411 (až 40 GHz) a širokým širokým snímačom Anritsu MA2491A (až 18 GHz).

Jednokanálový merač Anritsu ML2495A (hore) a dvojkanálový merač Anritsu ML2496A (dole) spolu s pulzným snímačom výkonu MA2411 a širokopásmovým snímačom výkonu MA2491A.

Senzor pulzného výkonu Anritsu MA2411B

Elektromery Anritsu ML2495A a ML2496A spolu so senzorom Anritsu MA2411B sú ideálne na meranie pulzných rádiových signálov vo frekvenčnom rozsahu od 300 MHz do 40 GHz. S typickou dobou nábehu 8 ns a rozlíšením 1 ns sú možné priame merania charakteristík radarových impulzov, ako aj široká škála iných typov signálov s impulznou alebo zhlukovou štruktúrou.

Táto fotografia zobrazuje snímku obrazovky elektromera Anritsu ML2496A s výsledkami merania parametrov okraja RF impulzu. Merania sa uskutočňovali pomocou pulzného výkonového senzora Anritsu MA2411B. Stupnica na vodorovnej osi je 20 ns na dielik a na zvislej osi 3 dB na dielik. Signál prichádzajúci zo snímača bol digitalizovaný rýchlosťou 62,5 MSa/s.

Táto fotografia zobrazuje snímku obrazovky meracieho prístroja Anritsu ML2496A zobrazujúci výsledky merania štyroch po sebe idúcich RF impulzov. Stupnica na vodorovnej osi je 2 µs na dielik a na zvislej osi 5 dB na dielik. Pre každý impulz môžete merať: čas nábehu, čas poklesu, trvanie a ďalšie parametre vrátane intervalu opakovania impulzu PRI (Pulse Repetition Interval). Na obrazovke sa zobrazia aj výsledky pre skupinu impulzov: minimálne, maximálne a priemerné hodnoty výkonu.

Meranie parametrov štyroch po sebe nasledujúcich rádiofrekvenčných impulzov.

Pri meraní vysokovýkonných rádiových signálov sa často používajú atenuátory alebo spojky. Elektromery série Anritsu ML2490A majú schopnosť automaticky zohľadňovať hodnotu externého atenuátora alebo spojky tak, aby výsledky merania na obrazovke zodpovedali skutočnému výkonu.

Pred použitím snímača Anritsu MA2411B s meračom výkonu série ML2490A je potrebné ich spolu kalibrovať. Na tento účel je na prednom paneli merača výkonu umiestnený výstup referenčného signálu (Kalibrátor) s frekvenciou 1 GHz a amplitúdou 0 dBm (1 mW). Pripojením senzora k tomuto výstupu a kliknutím na príslušnú položku menu senzor nakalibrujete a vynulujete chyby meracej dráhy, čím sa prístroj pripraví na presné merania.

Senzor Anritsu MA2411B je optimalizovaný na meranie pulzných a širokopásmových modulovaných signálov, ale dá sa použiť na presné meranie charakteristík stacionárnych (CW) a pomaly sa meniacich rádiových signálov. Príslušná snímka obrazovky je zobrazená na tejto fotografii.

Širokopásmové výkonové snímače Anritsu MA2490A a MA2491A

Dva širokopásmové snímače sú určené na meranie parametrov telekomunikačných signálov, ako aj niektorých typov impulzných signálov: Anritsu MA2490A (od 50 MHz do 8 GHz) a Anritsu MA2491A (od 50 MHz do 18 GHz). Oba senzory poskytujú šírku pásma 20 MHz (nazývanú aj šírka pásma videa alebo rýchlosť odozvy), čo je dostatočné na presné meranie rýchlo sa meniacich signálov, ako sú 3G/4G, WLAN, WiMAX a impulzy z väčšiny typov radarových systémov. Čas nábehu týchto snímačov v pulznom režime merania je 18 ns.

Impulzné charakteristiky snímačov MA2490A a MA2491A sú o niečo horšie ako u MA2411B diskutovaných vyššie, ale minimálny nameraný výkon je -60 dBm, namiesto -20 dBm pre MA2411B. Výrazné rozšírenie spodného prahu výkonu je dosiahnuté vďaka prítomnosti prídavnej meracej dráhy vo vnútri snímačov, ktorá sa automaticky zapína pri nízkych hodnotách výkonu.

Táto fotografia zobrazuje snímku obrazovky merača výkonu Anritsu ML2496A s výsledkami merania parametrov signálu GSM. Merania sa uskutočňovali pomocou širokopásmového výkonového senzora Anritsu MA2491A. Stupnica na horizontálnej osi je 48 µs na dielik a na zvislej osi 5 dB na dielik. Špičkový výkon jednotlivých fragmentov signálu dosahuje 12 dBm.

Meranie parametrov GSM signálu pomocou širokopásmového snímača Anritsu MA2491A.

Vysoko presné diódové výkonové senzory (snímače) série Anritsu MA2440D

Táto séria vysoko presných snímačov je navrhnutá pre rádiové signály s nízkou rýchlosťou zmeny alebo modulácie (napríklad TDMA), ako aj stacionárne (CW - Continuous Wave) signály. Rýchlosť odozvy (šírka pásma videa) týchto snímačov je 100 kHz a doba nábehu je 4 µs. Všetky snímače série MA2440D majú zabudovaný 3 dB atenuátor, ktorý výrazne zlepšuje prispôsobenie (SWR) vstupného RF konektora snímača. Široký dynamický rozsah 87 dB a linearita lepšia ako 1,8 % (do 18 GHz) a 2,5 % (do 40 GHz) robia tieto snímače ideálne pre širokú škálu aplikácií, vrátane rádiového zisku a merania útlmu.

Séria snímačov Anritsu MA2440D pozostáva z troch modelov, ktoré sa líšia horným frekvenčným rozsahom a typom vstupného konektora: model MA2442D (od 10 MHz do 18 GHz, N(m) konektor), model MA2444D (10 MHz až 40 GHz, K(m) konektor) a model MA2445D (10 MHz až 50 GHz, konektor V(m)). Ako príklad táto fotografia zobrazuje snímač Anritsu MA2444D s konektorom K(m).

Vysoko presné výkonové snímače založené na tepelnom efekte série Anritsu MA24000A

Táto séria vysoko presných snímačov je určená pre stacionárne (CW - Continuous Wave) a pomaly sa meniace rádiové signály. Čas nábehu týchto snímačov je 15 ms. Princíp činnosti snímačov tejto série je založený na termoelektrickom efekte, ktorý umožňuje presne merať priemerný výkon akéhokoľvek rádiového signálu bez ohľadu na jeho štruktúru alebo typ modulácie. Dynamický rozsah týchto snímačov je 50 dB a linearita je lepšia ako 1,8 % (do 18 GHz) a 2,5 % (do 50 GHz).

Séria senzorov Anritsu MA24000A pozostáva z troch modelov, ktoré sa líšia horným frekvenčným rozsahom a typom vstupného konektora: model MA24002A (od 10 MHz do 18 GHz, N(m) konektor), model MA24004A (10 MHz až 40 GHz, K(m) konektor) a model MA24005A (10 MHz až 50 GHz, konektor V(m)). Na tejto fotografii sú zobrazené všetky tri snímače série Anritsu MA24000A.

Princíp činnosti a vnútorná štruktúra elektromerov série Anritsu ML2490A

Výkonové snímače pripojené k elektromerom série Anritsu ML2490A vykonávajú funkciu prevodu vysokofrekvenčného signálu, ktorého výkon je potrebné merať, na nízkofrekvenčný signál. Tento nízkofrekvenčný signál prichádza zo snímača na vstup merača série ML2490A, je digitalizovaný pomocou zabudovaného ADC, spracovaný digitálnym signálovým procesorom a zobrazený na displeji zariadenia.

Tento obrázok ukazuje blokovú schému jednokanálového ML2495A. V tejto blokovej schéme sú dva ADC (analógovo-digitálne prevodníky) zvýraznené zelenou farbou, pomocou ktorých sa digitalizuje nízkofrekvenčný signál prichádzajúci zo snímača výkonu pripojeného k meraču. Ak je pripojený diódový senzor série Anritsu MA2440D alebo termoelektrický senzor série Anritsu MA24000A, digitalizácia sa vykoná pomocou 16-bitového ADC. A ak je pripojený snímač impulzov Anritsu MA2411B alebo širokopásmové snímače Anritsu MA2490A alebo MA2491A, digitalizácia sa vykoná pomocou vysokorýchlostného 14-bitového ADC.

Bloková schéma jednokanálového merača výkonu Anritsu ML2495A.

A takto to vyzerá vnútorná organizácia Merač výkonu Anritsu série ML2490A. V strede je malá obdĺžniková doska so vstavaným kalibrátorom pre 50 MHz a 1 GHz, z ktorého sa pripája vysokofrekvenčný kábel do N konektora na prednom paneli. Pod doskou kalibrátora sa nachádza veľká meracia doska obsahujúca analógovú časť, ADC a pole programovateľných logických matíc. Bezprostredne pod meracou doskou sa nachádza druhá veľká digitálna procesorová a riadiaca doska obsahujúca DSP (digitálny signálový procesor), mikrokontrolér a digitálne zobrazovacie a riadiace jednotky.

Všetky merače výkonu Anritsu série ML2490A sa dodávajú s počítačovým programom diaľkové ovládanie Anritsu PowerMax. Tento program beží na kompatibilnom systéme Windows osobný počítač a umožňuje vám na diaľku ovládať prevádzku jednokanálového zariadenia Anritsu ML2495A alebo dvojkanálového zariadenia Anritsu ML2496A. Meranie pomocou softvéru PowerMax je jednoduché pôvodné nastavenie zariadením, urýchľuje spracovanie merania a umožňuje pohodlnú dokumentáciu a ukladanie výsledkov.

Príklad hlavného okna Anritsu PowerMax je zobrazený na tejto snímke obrazovky. V tomto prípade je riadený dvojkanálový model Anritsu ML2496A, ktorého prvý kanál je pripojený k snímaču impulzného výkonu Anritsu MA2411B a širokopásmový snímač výkonu Anritsu MA2491A je pripojený k druhému kanálu. Pre zväčšenie obrázku kliknite na fotografiu.

Elektromery série Anritsu ML2490A sa dodávajú so softvérom Anritsu PowerMax.
Kliknutím na fotografiu sa obrázok zväčší.

Špecifikácie meračov Anritsu ML2490A a výkonových senzorov

Nižšie je uvedený zoznam hlavných technických charakteristík elektromerov série Anritsu ML2490A. Podrobné technické charakteristiky meračov nájdete nižšie na tejto stránke v sekcii.

Hlavné technické vlastnosti meračov výkonu Anritsu série ML2490A.

Nižšie je uvedený zoznam hlavných technických charakteristík výkonových snímačov (výkonových snímačov) rôznych typov, ktoré sú kompatibilné s meračmi série Anritsu ML2490A. Podrobné technické charakteristiky snímačov nájdete v časti nižšie na tejto stránke.

Hlavné charakteristiky výkonových snímačov kompatibilných s radom Anritsu ML2490A.

Anritsu ML2490A Series Power Meter Obsah balenia

názov	Stručný opis
Anritsu ML2495A	Jednokanálový merač výkonu pre pulzné, modulované a stacionárne rádiové signály
alebo
Anritsu ML2496A	Dvojkanálový merač výkonu pre pulzné, modulované a stacionárne rádiové signály
plus:
2000-1537-R	1,5 metrový kábel na pripojenie senzora (1 kus pre každý kanál)
-	Napájací kábel
-	Optický disk s dokumentáciou a softvérom PowerMax
-	Kalibračný certifikát
-	Záruka 1 rok (možno predĺžiť na 3 a 5 rokov)

Možnosti a príslušenstvo pre merače výkonu Anritsu série ML2490A

Hlavné možnosti:
- možnosť 760-209 (tvrdý transportný kufrík na prepravu zariadenia a príslušenstva).
- možnosť D41310(mäkká taška na prenášanie zariadenia s popruhom cez rameno).
- možnosť 2400-82 (sada na montáž do racku na jeden meter).
- možnosť 2400-83 (sada pre montáž do racku na dva metre).
- možnosť 2000-1535 (ochranný kryt na predný panel).
- možnosť 2000-1536-R(0,3 metrový kábel na pripojenie meracieho senzora).
- možnosť 2000-1537-R(1,5 metrový kábel na pripojenie meracieho senzora).
- možnosť 2000-1544 (RS-232 kábel na flashovanie zariadenia).

Kompatibilné snímače výkonu:
- snímač Anritsu MA2411B(pulzný snímač od 300 MHz do 40 GHz, od -20 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2490A(širokopásmový snímač od 50 MHz do 8 GHz, od -60 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2491A(širokopásmový snímač od 50 MHz do 18 GHz, od -60 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2472D(štandardný diódový snímač od 10 MHz do 18 GHz, od -70 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2473D(štandardný diódový snímač od 10 MHz do 32 GHz, od -70 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2474D(štandardný diódový snímač od 10 MHz do 40 GHz, od -70 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2475D(štandardný diódový snímač od 10 MHz do 50 GHz, od -70 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2442D(vysoko presný diódový snímač od 10 MHz do 18 GHz, od -67 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2444D(vysoko presný diódový snímač od 10 MHz do 40 GHz, od -67 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2445D(vysoko presný diódový snímač od 10 MHz do 50 GHz, od -67 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2481D(univerzálny snímač od 10 MHz do 6 GHz, od -60 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA2482D(univerzálny snímač od 10 MHz do 18 GHz, od -60 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA24002A(termoelektrický snímač od 10 MHz do 18 GHz, od -30 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA24004A(termoelektrický snímač od 10 MHz do 40 GHz, od -30 dBm do +20 dBm).
- snímač Anritsu MA24005A(termoelektrický snímač od 10 MHz do 50 GHz, od -30 dBm do +20 dBm).

Dokumentácia

Táto dokumentácia je v vo formáte PDF obsahuje najviac Celý popis možnosti meračov výkonu Anritsu série ML2490A, ich technické vlastnosti a prevádzkové režimy:

Popis meračov výkonu Anritsu ML2490A a ich snímačov (v angličtine) (12 strán; 7 MB)

Technické vlastnosti meračov Anritsu ML2490A a ich snímačov (v angličtine) (12 strán; 1 MB)

Anritsu ML2490A Power Meters Užívateľská príručka (angličtina) (224 strán; 3 MB)

Sprievodca programovaním meracieho prístroja Anritsu ML2490A (anglicky) (278 strán; 3 MB)

Stručné informácie o zariadeniach na meranie výkonu rádiových signálov (v angličtine) (4 strany; 2 MB)

A tu nájdete naše tipy a iné užitočná informácia na túto tému:

Stručný prehľad všetkých sérií testovacích prístrojov Anritsu RF

Stručný prehľad všetkých sérií prenosných RF analyzátorov Anritsu

Ako nakúpiť vybavenie lacnejšie - zľavy, akciové ceny, demo a použité zariadenia

Na zjednodušenie procesu výberu merača výkonu alebo snímača môžete využiť naše skúsenosti a odporúčania. Máme viac ako 10-ročné praktické skúsenosti s dodávkami a vieme okamžite odpovedať na mnohé otázky ohľadom modelov, možností, dodacích lehôt, cien a zliav. To vám ušetrí čas a peniaze. Ak to chcete urobiť, stačí nám zavolať alebo napísať na

Cvičenie. 3

Teoretická časť. 4

Základné ustanovenia. 4

Jednotky na meranie úrovní rádiového signálu. 5

Model Okamura-Hata. 7

Model COST231-Hata. 8

Model COST 231-Walfisch-Ikegami. 8

Výsledky výskumu. jedenásť

Cvičenie

1. Vykonať porovnávacie štúdie empirických modelov útlmu rádiových vĺn Okamura-Hata, COST 231-Hata a COST 231 Walfish-Ikegami s danými charakteristikami komunikačného kanála pre možnosť 4 usmernení;

3. Pripravte si pracovný posudok s nasledujúcimi časťami: 1) zadanie, 2) teoretická časť (priložený text) a 3) výsledky výskumu – dva obrázky, každý s tromi grafmi.

Poznámka: výpočet modelu COST231Walfisch-Ikegami sa vykonáva len pre prípad priamej viditeľnosti.

Teoretická časť

Základné ustanovenia

Výskum šírenia rádiových vĺn v mestskom prostredí má veľký význam v teórii a technológii komunikácií. Najväčší počet obyvateľov (potenciálnych predplatiteľov) totiž žije v mestách a podmienky šírenia rádiových vĺn sa výrazne líšia od šírenia vo voľnom a polovoľnom priestore. V druhom prípade sa šírenie po pravidelnom zemskom povrchu chápe vtedy, keď sa diagram žiarenia nepretína so zemským povrchom. V tomto prípade so smerovými anténami je útlm rádiových vĺn určený vzorcom:

L = 32,45 + 20(lgd km + lgf MHz) – 10lgG na – 10 lgG na, dB =

= L 0 - 10lgG na – 10 lgG na, dB. (1)

Kde L 0 – základný útlm voľného priestoru, dB;

d km– vzdialenosť medzi vysielačom a prijímačom, km;

f MHz– prevádzková frekvencia, MHz;

G pruh A G pr sú zisky vysielacej a prijímacej antény dBi.

Veľké oslabenie L 0 sa určuje izotropnými anténami, ktoré vyžarujú rovnomerne do všetkých smerov a aj prijímajú. Preto dochádza k útlmu v dôsledku rozptylu energie do priestoru a malého prísunu do prijímacia anténa. Pri použití smerových antén s ich hlavnými lúčmi orientovanými proti sebe sa útlm znižuje v súlade s rovnicou (1).

Cieľom štúdie je určiť rádiový kanál prenášajúci správu (rádiový signál), ktorý zabezpečuje požadovanú kvalitu a spoľahlivosť komunikácie. Komunikačný kanál v mestských podmienkach nie je deterministickou veličinou. Okrem priameho kanála medzi vysielačom a prijímačom dochádza k rušeniu spôsobenému početnými odrazmi od zeme, stien a striech budov, ako aj prechodom rádiového signálu cez budovy. V závislosti od vzájomnej polohy vysielača a prijímača môžu nastať prípady, keď neexistuje priamy kanál a signál s najvyššou intenzitou sa musí považovať za prijímaný signál na prijímači. V mobilných komunikáciách, keď je anténa účastníckeho prijímača vo výške 1 - 3 metre od zeme, sú tieto prípady dominantné.

Štatistická povaha prijímaných signálov vyžaduje predpoklady a obmedzenia, v rámci ktorých je možné robiť rozhodnutia. Hlavným predpokladom je stacionárnosť náhodného procesu s nezávislosťou rušivého šumu od seba, teda absencia vzájomnej korelácie. Realizácia takýchto požiadaviek viedla k

rozdelenie mestských rádiových komunikačných kanálov do troch hlavných typov: Gaussove, Riceove a Rayleighove kanály.

Gaussov kanál sa vyznačuje prítomnosťou dominantného priameho lúča a nízkou interferenciou. Matematické očakávanie útlmu rádiového signálu popisuje normálny zákon. Tento kanál je súčasťou televíznych signálov z televíznej veže, keď sú prijímané kolektívnymi anténami na obytných budovách. Ryžový kanál je charakterizovaný prítomnosťou priamych lúčov, ako aj odrazených a prenášaných lúčov cez budovy a prítomnosťou difrakcie na budovách. Matematické očakávanie útlmu rádiového signálu je opísané pomocou Riceovho rozdelenia. Tento kanál je súčasťou sietí so zvýšenou anténou nad budovami v mestských oblastiach.

Kanál Rayleigh sa vyznačuje absenciou priamych lúčov a rádiový signál sa dostáva k mobilnej stanici v dôsledku odrazov. Matematické očakávanie útlmu rádiového signálu je opísané pomocou Rayleighovho rozdelenia. Tento kanál je typický pre mestá s výškovými budovami.

Typy kanálov a ich funkcie hustoty sa berú do úvahy pri vývoji modelov šírenia signálu v mestskom prostredí. Zovšeobecnené štatistiky však nestačia pri výpočte konkrétnych podmienok šírenia, pri ktorých útlm signálu závisí od frekvencie, výšky antény a vlastností budovy. Preto pri realizácii celulárna komunikácia a potrebe plánovania frekvenčnej oblasti sa v rôznych mestách a podmienkach šírenia začali vykonávať experimentálne štúdie útlmu. Prvé výsledky výskumu zameraného na mobilnú celulárnu komunikáciu sa objavili v roku 1989 (W.C.Y.Lee). Ešte skôr, v roku 1968 (Y. Okumura) a v roku 1980 (M. Hata), však boli publikované výsledky štúdií útlmu rádiových vĺn v meste, zameraných na mobilnú trunkovú komunikáciu a televízne vysielanie.

Ďalší výskum sa uskutočnil s podporou Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU) a bol zameraný na objasnenie podmienok použiteľnosti modelov.

Nižšie uvažujeme o modeloch, ktoré sa najviac rozšírili pri navrhovaní komunikačných sietí pre mestské prostredie.

Jednotky merania úrovní rádiového signálu

V praxi sa na vyhodnotenie úrovne rádiových signálov používajú dva typy meracích jednotiek: 1) na základe výkonových jednotiek a 2) na základe jednotiek napätia. Pretože výkon na výstupe antény vysielača je o mnoho rádov vyšší ako výkon na vstupe antény prijímača, používa sa viacero jednotiek výkonu a napätia.

Jednotkové násobky sú vyjadrené v decibeloch (dB), čo sú relatívne jednotky. Výkon sa zvyčajne vyjadruje v miliwattoch alebo wattoch:

P dBm = 10 log (P/1 mW),(2)

P dBW = 10 log (P/ 1 W).(3)

Napríklad výkon rovný 100 W v týchto jednotkách sa bude rovnať: 50 dBm alebo 20 dBW.

Jednotky napätia sú založené na 1 µV (mikrovolt):

U dBµV = 20 log (U/ 1 µV). (4)

Napríklad napätie 10 mV sa rovná 80 dBµV v daných relatívnych jednotkách.

Na vyjadrenie úrovne rádiového signálu vysielača sa spravidla používajú jednotky relatívneho výkonu, na vyjadrenie úrovne signálu prijímača sa používajú jednotky relatívneho napätia. Vzťah medzi veľkosťami relatívnych jednotiek možno získať na základe rovnice P = U2/R alebo U 2 = PR, Kde R je vstupná impedancia antény, prispôsobená linke vedúcej k anténe. Ak vezmeme do úvahy logaritmus vyššie uvedených rovníc a vezmeme do úvahy rovnice (2) a (4), dostaneme:

1 dBm = 1 dBµV – 107 dB at R= 50 ohmov; (5a)

1 dBm = 1 dBµV – 108,7 dB at R= 75 ohmov. (5 B)

Na vyjadrenie výkonu vysielača sa často používa charakteristika - efektívny vyžiarený výkon - ERP. Toto je výkon vysielača s prihliadnutím na zisk (KU = G) antény:

ERP (dBW) = P (dBW) + G (dBi). (6)

Napríklad 100 W vysielač poháňa anténu so ziskom 12 dBi. Potom EIM = 32 dBW alebo 1,3 kW.

Pri výpočte oblastí pokrytia základňovej stanice alebo vysielača terestriálnej televízie Je potrebné vziať do úvahy zisk antény, to znamená, že by sa mal použiť efektívny vyžiarený výkon vysielača.

Zisk antény má dve meracie jednotky: dBi (dBi)– zisk v porovnaní s izotropnou anténou a dBd– zisk vo vzťahu k dipólu. Sú navzájom prepojené vzťahom:

G (dBi) = G (dBd) + 2,15 dB. (7)

Malo by sa vziať do úvahy, že zisk antény účastníckej stanice sa zvyčajne považuje za nulový.

Model Okamura-Hata

Primárna verzia modelu Okamuru a jeho spoluautorov je navrhnutá pre nasledujúce aplikačné podmienky: frekvenčný rozsah (150 - 1500) MHz, vzdialenosť medzi mobilnou a základňovou stanicou - od 1 do 100 km, výška antény základňovej stanice - od 30 do 1000 m.

Model je založený na porovnaní útlmu v meste s útlmom vo voľnom priestore so zohľadnením korekčných zložiek v závislosti od frekvencie, výšky antén základňových a mobilných staníc. Komponenty sú prezentované vo forme grafov. Veľké vzdialenosti a výšky základňových staníc sú vhodnejšie na televízne vysielanie ako na mobilnú komunikáciu. Okrem toho je rozlíšenie grafov nízke a menej vhodné ako analytický popis.

Hata aproximoval Okamurove grafy analytickými vzťahmi, znížil frekvenčný rozsah na 1500 MHz (Okamurov bol nadhodnotený a nespĺňal požadovanú spoľahlivosť hodnotenia útlmu), znížil rozsah vzdialeností z jedného na dvadsať kilometrov a znížil aj výšku anténu základňovej stanice na 200 metrov a spresnil niektoré komponenty Okamurovho modelu. V dôsledku modernizácie Hata dostal model názov Okamura-Hata a je obľúbený pri posudzovaní útlmu TV signálov a v mobilných komunikáciách v rozsahu do 1000 MHz.

Pre mesto oslabenie moci L v decibeloch (dB) je opísaná empirickým vzorcom:

L,dB=69,55 + 26,16 lgf - 13,83 lg +(44.9-6,55 lg d– a( ), (8)

Kde f- frekvencia v MHz,

d- vzdialenosť medzi základňovou a účastníckou (mobilnou) stanicou v km,

Výška antén na základňových a účastníckych staniciach.

Vo vzorci (8) zložka a() určuje vplyv výšky antény účastníckej stanice na útlm výkonu signálu.

Pre priemerné mesto a priemernú výšku budovy je táto zložka určená vzorcom:

a( ) = (1,1 lgf – 0,7)– 0,8 dB. (9)

Pre mesto s vysokými budovami a() sa určuje podľa vzorca:

a( ) = 8,3 (log 1,54) 2 – 1,1 pre f< 400 МГц; (10)

a( ) = 3,2 (lg 11,75) 2 – 5 pre f> 400 MHz. (jedenásť)

V prímestských oblastiach straty šírenia signálu závisia viac od frekvencie ako od výšky antény účastníckej stanice, a preto sa do rovnice (8) pripočítava zložka Δ, berúc do úvahy rovnicu (9). L,dB, definovaný rovnicou:

Δ L,dB = - 5,4 – (lg (0,036 f)) 2. (12)

V otvorených priestoroch Δ L,dB pre izotropné antény je opísaná rovnicou:

Δ L,dB = - 41 – 4,8 (lgf) 2 + 18,33lgf. (13)

Nevýhodou modelu Okamura-Hata je, že frekvenčný rozsah je obmedzený na 1500 MHz a nedá sa použiť na vzdialenosti menšie ako jeden kilometer.

V rámci projektu Európskej únie COST 231 (Spolupráca pre vedecký a technický výskum) boli vyvinuté dva modely, ktoré riešili zistené nedostatky modelu Okamura-Hata. Tieto modely sú popísané nižšie.

Model COST231-Hata

1 , < 200m, 1 < < 10m.

Model vám umožňuje odhadnúť útlm pomocou vzorca:

L= 46,3 + 33,9 log f – 13,8 lgh b – a(h a) + (44,9 – 6,55lgh b) lg d + C, dB, (14)

Kde S= 0 pre stredne veľké mestá a prímestské oblasti a S= 3 pre centrá veľkých miest.

Tento model nie je vhodný na hodnotenie útlmu signálu pri vzdialenostiach medzi účastníkom a základňovými stanicami menšími ako 1 km. Na krátke vzdialenosti je charakter zástavby výraznejší. Pre tieto prípady bol vyvinutý model COST231-Walfisch-Ikegami.