R&S ESMD широкополосный мониторинговый приемник реального времени

Радиомониторинг в диапазоне от 9 кГц до 26,5 ГГц

Высокая скорость обнаружения сигналов, широкий  динамический диапазон свободный от интермодуляционных искажений, высокая  точность измерений и демодуляции, а также многофункциональность являются  основными преимуществами широкополосного приемника высшего класса R&S ESMD.  Превосходные характеристики радиоприемного тракта, широкие опциональные  функциональные возможности и универсальность применения делают R&S ESMD  незаменимым инструментом при решении задач радиомониторинга.

  Отличительными особенностями являются:

• Диапазон рабочих частот от 8 кГц до 26,5 ГГц -  дополнительно
• Ширина полосы анализа реального времени 80 МГц
• 4 дополнительных цифровых приемника в полосе анализа  реального времени
• Видео спектр для отображения демодулированных сигналов
• Режим временной диаграммы
• Два независимых тракта анализа для  демодуляции/измерений и обзора радиочастот
• Широкополосная демодуляция для точного измерения  уровня даже очень коротких импульсов
• Цифровой фазовый пеленгатор сигналов
• Низкое потребление энергии, возможность работы от сети  постоянного тока
• Программное обеспечение удаленного управления в  комплекте поставки R&S ESMD-Control
• Отображение карты местности на экране прибора
• Запись спектральных данных радиоконтроля на внутреннюю  память приемника
• Возможности сканирования:
  • панорамное сканирование (спектр  радиочастот), скорость до 42 ГГц/с
  • сканирование по частоте, скорость до  1000 каналов/с
  • сканирование  по памяти (10000 каналов), скорость до 1000 каналов/с

Мониторинговый приемник реального времени R&S ESMD разработан для  выполнения задач по поиску сигналов, радиомониторингу и мониторингу спектра в  соответствии с рекомендациями Международного Союза Электросвязи (МСЭ) в широким диапазоном частот  от 8 кГц до 26,5 ГГц. Он пригоден как для стационарного, так и для мобильного применения.

Приемник соответствует последним требованиям к  методам анализа радиоизлучений. С помощью возможности выбора необходимых опций,  приемник может быть максимально адаптирован к выполнению требуемых частных  задач. Наличие свободных разъемов обеспечивает возможность будущих  модернизаций.  С опцией пеленгования R&S ESMD-DF, приемник  превращается в полноценный цифровой радиопеленгатор по принципу  корреляционного интерферометра.

Управление прибором возможно как непосредственно с  передней панели, так и удаленно с помощью интерфейса LAN. Так как протокол  удаленного управления полностью совместим с другими приборами  Rohde&Schwarz, приемник R&S ESMD без труда можно интегрировать в любую систему  радиомониторинга.

Совместно  с дополнительным внешним программным обеспечением (ПО) (например R&S®СА100)  приемник представляет собой компактную систему радиоконтроля и анализа сигналов  в диапазоне частот вещания и передачи данных 8 кГц – 26,5 ГГц.

Возможность  применения в составе мониторинговой системы конвертерных антенных систем с  переносом частоты вниз позволяет выйти за границы рабочего диапазона R&S ESMD.

Особенности

Основная версия R&S®ESMD  перекрывает диапазон частот от 20 МГц до 3.6 ГГц. При использовании  опциональных модулей диапазон частот можно расширить вниз до 8 кГц и вверх до 26.5 ГГц.

К  выдающимся достоинствам R&S®ESMD относятся его широкий частотный  диапазон, замечательные приемные характеристики, ширина полосы в реальном  времени 20 МГц (опционально до 80 МГц), разнообразие доступных функций, и  большой цветной дисплей, 8.4" с функцией полихромного отображения. Хотя  характеристики приемника оптимизированы для задач мониторинга, его адаптируемые  функции обеспечивают применение в других областях, в первую очередь там, где  требуется выполнять анализ сигналов в режиме реального времени.

Благодаря  высококачесвенному тракту преселекции возможен прием сигналов, как слабых, так  и от мощных передатчиков. Все функции приемника могут управляться удаленно,  через интерфейс LAN, с возможностью вывода результатов измерений.

  Особенно  хорошо R&S®ESMD подходит для выполнения следующих задач:

• быстрый обзор определенного пользователем частотного диапазона;
• мониторинг заданных частот;
• сохранение  в памяти до 10 000 частот для контроля;
• поиск в диапазоне частот с заданными начальными и конечными частотами и  фиксированным шагом;
• поиск и анализ помех;
• обнаружение нелегальных передатчиков;
• мониторинг эфира службами безопасности;
• мониторинг радиокоммуникаций в определенном частотном диапазоне;
• мониторинг заданных излучений;
• радиомониторинг для тактической и стратегической разведки;
• радиомониторинг для служб безопасности;
• мониторинг в соответствии с рекомендациями МСЭ;
• мониторинг сетей и анализ покрытия;
• сохранение данных анализа сигналов и измерительной информации на внешних и  внутренних носителях;
• анализ цифровых сигналов.

Обработка  цифровых сигналов

Вся  обработка сигналов выполняется при помощи мощных процессоров и программируемых  интегральных схем (FPGA).

Приемник  R&S®ESMD обладает шириной полосы в реальном времени до 20 МГц  (опционально до 80 МГц) (опционально до 80 МГц). Таким образом, панорама БПФ  (обзор полосы ПЧ) позволяет выполнять анализ широкополосных сигналов, а также  анализ отдельных сигналов в ширине полосы до 20 МГц (опционально до 80 МГц).

Чтобы  можно было выполнять анализ сигналов с оптимальным соотношением сигнал-шум,  приемник снабжен 34 фильтрами ПЧ, которые обеспечивают полосу пропускания от  100 Гц до 20 МГц (опционально до 80 МГц), с возможностью независимой  демодуляции. Полученные при этом данные доступны на всех интерфейсах, как в  аналоговом, так и в цифровом формате, что делает возможным дальнейшую передачу  данных для обработки в различных приложениях. Таким образом, R&S®ESMD  может использоваться также как часть сложной системы мониторинга.

Примеры использования

Быстрый поиск в диапазоне частот

Функция панорамного сканирования (опция R&S®ESMD-PS) используется для быстрого сканирования в диапазоне частот, определенном пользователем. Таким образом выполняется быстрый обзор занятости спектра. Изменения в состоянии спектра, вызванные нелегальными передатчиками, помехами, и так далее, могут быть немедленно обнаружены с первого взгляда благодяря дифференциальному режиму отображения, позволяющему отслеживать только изменения в спектре. Одним нажатием кнопки приемник переключается в режим прослушивания. Сигналы, представляющие интерес можно выбрать, демодулировать, и анализировать при помощи функции Marker.

Разрешение при расчете БПФ  можно установить, исходя из шага каналов или различных радиосервисов.

Таким образом, сканирование БПФ  предоставляет наибольшую скорость сканирования даже при минимальном разрешении ширины полосы, что является большим преимуществом в случае необходимости быстрого обнаружения слабых сигналов.

Использование шага каналов при поиске

Функция «Frequency Scan» используется при поиске в частотном диапазоне с фиксированным шагом каналов. Приемник сканирует частотный диапазон и анализирует занятость каждого канала. Если уровень сигнала находится выше заданного порога, происходит остановка на данной частоте на заранее установленное время выдержки, сигнал демодулируется и обрабатывается. В случае аналоговой модуляции, демодулированный сигнал можно услышать в наушниках или динамике. Режим сканирования по частотам (Frequency scan) специально предназначен для мониторинга радиосервисов, занимающих фиксированные частоты (шаг каналов).

Поиск на определенной частоте

Функция Memory scan используется для сканирования заранее определенных каналов и анализа их занятости. Если сигнал находится выше заданного порога, приемник останавливается на частоте сигнала на заранее установленное время, сигнал демодулируется и обрабатывается. В случае аналоговой модуляции, демодулированный сигнал можно услышать в наушниках или динамике. В этом режиме, такие параметры, как частота, режим демодуляции, ширина полосы, уровень порога подавления, и т.д., могут быть настроены индивидуально для каждого канала. Содержимое каждой ячейки памяти можно передать в приемник вручную, при помощи ключа RCL. Настройки можно также изменить и далее сохранить в памяти при помощи ключа SAVE. Параметры можно установить, вызывая на экран таблицу. Это сканирование особенно полезно, когда необходимо сканировать отдельные частоты, не имеющие фиксированного шага каналов, или когда группы частот должны сканироваться с регулярными интервалами (например, f1, f2, f3, f1, f2, f3, и т.д.).

Демодуляция и анализ

Аналоговые модулированные сигналы демодулируются в приемнике. Сигнал модуляции можно услышать на встроенном громкоговорителе, или через наушники. Для анализа комплексных сигналов доступно программное приложение в PC. Это приложение предоставляет большое количество таких функций, как классификация (определение вида модуляции), векторный анализ, анализ потока сигналов, декодирование, и т.д..

Для анализа в режиме он-лайн, цифровые данные передаются из приемника в ПК через LAN в режиме реального времени. Для дальнейшего анализа в режиме офф-лайн данные могут быть записаны в приемнике, или на внешнем носителе.

Поиск помех

Благодаря компактной конструкции и наличию многих специальных функций, приемник R&S®ESMD идеально подходит для обнаружения всех видов радиопомех. Для этих целей введены такие специальные функции, как настраиваемое время измерения и непрерывный (усредненный) или периодический (максимальные значения) уровень измерений. Так как использование этих функций возможно также и в спектре радиочастот (панорамное сканирование), легко могут быть обнаружены даже непериодические помехи, которые трудно обнаружить другими способами ввиду случайного времени их появления. В результате, источник помех может быть быстро обнаружен и устранен, что особенно важно в случае таких радиокоммуникаций  как например, служба авиадиспетчеров.

Обнаружение сигналов, быстро изменяющихся по частоте

Благодаря большой ширине полосы в режиме реального времени и высокой скорости сканирования, приемник может надежно обнаруживать даже сигналы с быстро меняющимися частотами, в том числе и с частотой перепрыгивания до 2000 hops/с. Для данного режима измерений наиболее подходит функция MAXHOLD, занятость данного частотного диапазона будет показана очень быстро.

Обнаружение импульсов и радарных излучений

Благодаря большой ширине полосы приемника в режиме реального времени, до 20 МГц (опционально до 80 МГц), даже очень короткие пакеты излучений, такие, как импульсы радара, могут быть обнаружены и проанализированы в режиме панорамы ПЧ (FFM).

Опция записи на встроенную память (ESMD-IR)

Опция внутренней записи, опция записи трассы сигнала (в режиме реального времени или в режиме панорамного сканирования) дает возможность осуществлять сохранение и воспроизведение данных непосредственно на самом приборе, без необходимости использовать дополнительное внешнее оборудование.

Сохраненный файл может быть воспроизведен как в прямой, так и в обратной последовательности, с возможностью задания пауз для проведения измерений. При воспроизведении имеется возможность использования функции маркерных измерений (для измерения временных и частотных параметров сигнала).

Опция картографии (ESMD-MAP)

Опция дает возможность отображать картографическую информацию непосредственно на экране радиоприемного устройства (для приборов с передней панелью модели 03). На карте (например, Open Street Map/OSM) отображаются контрольные точки проведения измерений, данные пеленга (если применимо) и текущее положение.

Данный функционал позволяет, путем сравнительной оценки оперативно выделить мешающие, посторонние сигналы и исключать их значения из перечня измерений.

Опция сохранения и  воспроизведения сигналов (ESMD-RR) в I/Q формате

При проведении углубленного технического анализа крайне важна возможность изучения спектра сигнала с более высоким разрешением, или при иных настройках радиоприемного устройства (настройках, отличающихся от тех, при которых были осуществлены первоначальное обнаружение и запись).

Опция ESMD-RR позволяет вести запись данных (в формате I/Q) непосредственно на запоминающее устройство R&S ESMD (с полосой до 80 МГц). Возможность сохранения данных ограничена только объемом оперативной памяти. Для файлов (объема 4 ГГб) длительность сохранения/воспроизведения данных составляет:

    2.5 мин. при полосе 2 МГц;

    42 сек. при полосе 10 МГц;

    10 сек. при полосе 40 МГц;

    5 сек. при полосе 80 МГц.

Сохраненные данные могут быть проиграны в формате реального (восстановленного) спектра, абсолютно точно воспроизводящего структуру исходного сигнала.

При воспроизведении сохраненного сигнала доступны все функции радиоприемного устройства R&S ESMD (перестройка центральной частоты, изменение полос обзора, демодуляторов и полос пропускания, настройка DDC - встроенных цифровых приемников и т.д.).  При этом работа с сохраненным сигналом ничем не отличается от работы по сигналу в режиме реального времени (FFM). В режиме воспроизведения, параметры настройки радиоприемного устройства (например, полоса разрешения и временные настройки) могут быть изменены для более детального анализа. Это дает возможность «читать между строк», например, при работе с импульсными сигналами.

Опция так же позволяет использовать функционал триггера (триггерных измерений), как по команде пользователя, так и по триггеру маски сигнала (Frequency Mask Trigger). Это дает возможность записи и анализа, представляющих интерес фрагментов спектра путем выделения на экране прибора (монитора) только интересующей области спектра.

Активация функции предварительного просмотра («preview spectrum») помогает оценить соответствие выделенной области (маски триггера) данному сигналу. Триггер маски сигнала позволяет обнаруживать даже очень редкие и специфичные изменения спектра.

Сохраненные I/Q данные могут быть экспортированы на внешний накопитель (USB) и затем импортированы на другой приемник R&S ESMD (например, для детального анализа на ином радиоприемном устройстве). Кроме того, сохраненные I/Q данные могут быть преобразованы и воспроизведены в эфире посредством векторных генераторов сигналов семейства R&S.

Мониторинг в соответствии с рекомендациями МСЭ

Благодаря своей высокой производительности, приемник R&S®ESMD отвечает всем требованиям к радиоизмерениям в соответствии с рекомендациями ITU-R и ITU Spectrum Monitoring Handbook (2002). С опцией R&S®ESMD-IM доступны следующие измерения:

• частота и девиация в соответствии с ITU-R SM.377
• напряженность электрического поля в соответствии с ITU-R SM.378
• модуляция в соответствии с ITU-R SM.328
• занятость спектра в соответствии с ITU-R SM.182/SM.328
• ширина полосы в соответствии с ITU-R SM.443
• детектирование моно и стерео передач в случае широковещательных передатчиков FM.

Анализ систем передачи данных по радио (RDS)

Содержимое сигналов демодулируется и декодируется. Результаты выводятся на экран внешнего ПК, а также доступны через LAN. Такие сообщения, как название станции, трек, и т.д., можно определить мгновенно.

TV растровое изображение

Для демодуляции аналоговых TV передатчиков используется специальный режим TV. Приемник рассчитывает и создает специальное черно-белое растровое изображение, которое выводится на дисплей. Одновременно можно услышать звуковое сопровождение. Цветное изображение TV доступно в реальном времени на видеовыходе AM.

Анализ селективных вызовов и пейджинговых сигналов

Опция R&S®ESMD-SL может использоваться для селективных методов вызова, а также для демодуляции сообщений пейджера. Поддерживаются следующие методы селективных вызовов:

CCIR1, CCIR7, CCITT, EEA, EIA, EURO, DCS, DTMF, CTCSS, NATEL, VDEW, ZVEI1, ZVEI2

Другие методы устанавливаются по заказу. Результаты выводятся на дисплей приемника, или на интерфейс ПК.

Пеленгование излучений

Важной задачей радиомониторинга является определения направления на источник излучения. С опцией ESMD-DF, R&S®ESMD можно использовать для определения пеленга. При наличии двух или более станций, становится возможным определение местоположения передатчика. В опцию пеленгации входит набор для установки. Соответствующие антенны для пеленгации выбираются дополнительно.

Технические параметры