Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

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Grundlagen der Spektrumanalyse Häufige Messungen und Funktionserweiterungen Dieser Test kann auch in den Nachbarkanälen durchgeführt werden. Dabei ist es vorteilhaft, den Spektrumanalysator auf absolute Nachbarkanal-Leistungsmessung einzustellen. 6.3.4.3 Messung der Kanalleistung im Zeitbereich Wie in Kapitel 6.3.4.1 gezeigt wurde, sind für die Kanalleistungsmessung durch Integration im Frequenzbereich sehr schmalbandige Auflösefilter notwendig, die zwangsläufig zu vergleichsweise hohen Sweep-Zeiten führen. Bei Messungen über mehrere Nachbarkanäle werden bei dieser Methode zudem auch die Frequenzbereiche zwischen den Kanälen erfaßt, die keine interessierende Information enthalten, jedoch einen Teil der Gesamt-Sweep-Zeit in Anspruch nehmen. Man vermeidet all diese Nachteile, indem man die Kanalleistung im Zeitbereich ermittelt. Ref 15.7 dBm * Att 30 dB 10 0 -10 1RM * -20 CLRWR -30 -40 -50 -60 -70 -80 Center 1 GHz Tx Channel Power 9.64 dBm Adjace nt Channel Lower -34.96 dBc Upper -35.12 dBc 20 ms/ SWT 200 ms Bandwidth 25 kHz Bandwidth 25 kHz Spacing 30 kHz Bild 6-25 Kanal- und Nachbarkanal-Leistungsmessung im Zeitbereich, hier an einem IS-136-Signal A PRN EXT Mittels digitaler Signalverarbeitung ist es bei modernen Spektrumanalysatoren möglich, nahezu beliebige Kanalfilter, z.B. Wurzel-Cosinus-Filter oder annähernd ideale Rechteck-Bandpassfilter, auch mit sehr großen Bandbreiten (z.B. 4 MHz) als digitale Filter zu realisieren. Damit ist eine Kanalleistungsmessung im Zeitbereich möglich, bei der der Spektrumanalysator wie ein Empfänger fest auf die Mittenfrequenz des jeweiligen Kanals abgestimmt wird. Man umgeht damit die Begrenzung der minimal möglichen Sweep-Zeit, die sich aus der Einschwingzeit aufgrund schmaler Auflösebandbreiten ergibt, wie sie bei der Messung im Frequenzbereich benötigt werden. Man erreicht im Zeitbereich bei gleicher Meßzeit eine wesentlich bessere Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse bzw. kann bei vergleichbarer Reproduzierbarkeit die Meßzeit gegenüber der konventionellen Integrationsmethode erheblich reduzieren. Soll die Leistung in mehreren Nachbarkanälen gemessen werden, so wird der Spektrumanalysator automatisch nacheinander auf die jeweiligen Kanalmittenfrequenzen abgestimmt. Nicht interessierende Frequenzbereiche zwischen den Kanälen werden dabei übersprungen, wodurch ein weiterer Zeitvorteil gegenüber der Messung im Frequenzbereich erzielt wird. Ein zusätzlicher Vorzug der Messung im Zeitbereich ist die Möglichkeit, transiente Signale, wie sie durch Schaltvorgänge hervorgerufen werden, korrekt erfassen zu können. 6.3.4.4 Spektrale Messungen an TDMA-Systemen Für die Messung der Nachbarkanalleistung an geschalteten Signalen in TDMA-Systemen sind besondere Punkte zu beachten. Soll die Nachbarkanalleistung aufgrund der Modulation sowie des Phasenrauschens des Senders bestimmt werden, so dürfen transiente Signale, die durch Ein- und Ausschaltvorgänge entstehen, nicht dabei erfaßt werden. Die Meßwertaufnahme darf daher nur innerhalb des aktiven Zeitschlitzes (Burst) erfolgen, d.h. während des Zeitraums, in dem keine Schaltvorgänge auftreten. Dies erreicht man durch sogenanntes „Gating“: Abgeleitet von einem externen Trigger-Signal oder auch von einem breitbandigen Pegeldetektor innerhalb des Spektrumanalysators (HF-Trigger) muß ein entsprechendes Zeitfenster („Gate“) eingestellt werden, während dessen die Meßwertaufnahme stattfindet, d.h. der Sweep des Spektrumanalysators abläuft. Außerhalb dieses Zeitfensters ruht die Meßwertaufnahme, der Frequenzablauf wird angehalten. Bei korrekter Einstellung ist die effektive Sweep-Zeit, die für eine solche Messung zur Betrachtung eines bestimmten Frequenzbereichs erforderlich ist, um den Kehrwert des Tastverhältnisses t on /t off höher als bei einem normalen Sweep. Viele Analysatoren können auch durch das Videosignal getriggert werden. 212 213
Grundlagen der Spektrumanalyse Häufige Messungen und Funktionserweiterungen 1RM * CLRWR Für spektrale Messungen an TDMA-Systemen ist diese Trigger-Quelle jedoch nicht geeignet, da die Selektion der eingestellten Auflösebandbreite das Ansprechen des Gatings verhindert; der Sweep würde in diesem Fall nicht gestartet. Transiente Nachbarkanalleistung, d.h. Leistungsanteile in den Nachbarkanälen, die durch Schaltvorgänge erzeugt werden, können durch Integration im Frequenzbereich nicht korrekt erfaßt werden. Der Grund dafür ist, daß das dazu notwendige, im Vergleich zur Kanalbandbreite schmalbandige Filter (1% bis 3% der Kanalbandbreite), für transiente Vorgänge nicht einschwingen kann. Ref -10 dBm -20 -30 -40 cl2 -50 -60 -70 -80 -90 -100 cl2 cl1 Mix Att cl1 -10 dB 10 dB C0 * RBW 1 kHz * VBW 10 kHz * SWT 500 ms C0 cu1 cu1 cu2 cu2 A PRN -30 -40 1RM * CLRWR -50 cl -60 2 Ref -10 dBm -20 -70 -80 -90 -100 Center 1 GHz Tx Channel Power Alternate Lower Upper cl2 cl1 Adjacent Channel Lower Upper Channel Mix Att cl1 -10 dB 10 dB C0 -2.79 dBm -33.51 dBc -32.32 dBc -67.10 dBc -67.48 dBc * RBW 1 kHz * VBW 10 kHz * SWT 1 s C0 cu1 cu1 15.2805 kHz/ Span 152.805 kHz Bandwidth Bandwidth Spacing Bandwidth Spacing cu2 25 kHz 25 kHz 30 kHz 25 kHz 60 kHz Bild 6-27 Nachbarkanal-Leistungsmessung an einem IS-136-Signal mit korrekt eingestelltem Gating (spectrum-due-to-modulation, Modulationsspektrum) Ref -10 dBm -10 Mix -10 dBm Att 10 dB RBW 1 kHz * VBW 10 kHz SWT 10 ms cu2 A GAT TRG PRN Center 1 GHz 15.2805 kHz/ Span 152.805 kHz -20 A Tx Channel Power -6.65 dBm Bandwidth 25 kHz 1RM * CLRWR -30 TRG Adjacent Lower Upper Channel Alternate Channel Lower Upper -39.60 dBc -35.12 dBc -69.65 dBc -68.87 dBc Bandwidth Spacing Bandwidth Spacing Bild 6-26 Nachbarkanal-Leistungsmessung ohne Gating, hier an einem IS-136-Signal mit nur einem aktiven Slot 25 kHz 30 kHz 25 kHz 60 kHz -40 -50 -60 -70 PRN -80 -90 -100 GD GL -110 Center 1 GHz 1 ms/ Bild 6-28 Gate-Einstellung im Zeitbereich 214 215
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