R&S?FSW信號與頻譜分析儀簡化捷變頻雷達的分析

R&S?FSW信號與頻譜分析儀配備R&S?FSW-K160R實時選件和R&S?FSW-K6脈沖測量選件，可用于測試現代雷達。

挑戰

捷變頻技術使得雷達可以基于脈間快速地變化操作模式。這可能涵蓋多種系統操作能力：

跳頻技術，用以解釋大氣效應、抑制、干擾和檢測規避

變化脈沖寬度或調制，以提高目標分辨率

交錯脈沖重復率，以避免模糊范圍

這些先進的系統操作必須經過充分測試，以驗證在動態范圍下的性能并確保沒有無用頻譜發射。意外的頻譜發射不僅會降低雷達效率，而且可能意外留下偽像。瞬態和調制誤差、數字-射頻耦合、非線性效應和功率毛刺，甚至因硬件調試和時鐘同步導致的定時偏差，都可能產生無用發射源。這些瞬時雜散信號的速度非常快，難以使用傳統的測試設備進行檢測。

圖 1：R&S?FSW 余輝頻譜顯示（底部）在中心頻率事件上立即顯示一個不同的頻譜，這在具有最大保持跡線的頻率掃描顯示（頂部）上很難看到。

測試與測量解決方案

過去，掃描頻譜分析儀被用于搜索無用的帶內或帶外雜散信號。盡管 R&S?FSW信號與頻譜分析儀的動態范圍和掃描速度優于市面上的其他頻譜分析儀，但傳統掃描分析存在架構限制，不適用于觀察發生概率低的短脈沖事件。

圖 1 中的信號條件顯示了 160 MHz頻跨內一個跳頻序列的頻譜。兩個顯示界面方便對比。與傳統的掃描頻譜分析儀一樣，頻率掃描顯示（頂部）也具有最大保持跡線。掃描參數設為 50 kHz分辨率帶寬和 50 ms掃描時間。五個跳頻被收集，感興趣的頻段出現一定程度的雜散發射。

相比之下，R&S?FSW-K160R實時頻譜模式支持以最高 600 000 FFT/s的速率分析信號，在 160 MHz頻跨內截獲 1.87 μs信號的概率 (POI) 達到 100%。圖 1 中底部顯示的余輝頻譜顯示了實時模式的顏色漸變刻度尺。顯然，在此操作模式下會出現明顯不同的譜形，但概率較低。

由于該事件的頻譜與其他脈沖不同（見圖 2），我們可以使用頻率模板觸發 (FMT) 功能來隔離信號。將感興趣的信號隔離之后，瀑布圖顯示該事件比其他跳頻占用更大帶寬，由此表明該事件是一個短脈沖。

圖2：R&S?FSW-K160R實時分析選件支持使用頻率模板觸發隔離信號，并使用瀑布圖回放分析。

R&S?FSW-K6脈沖測量選件可用于在頻譜分析儀的分析帶寬內全面分析捕獲的脈沖。選件可以分析 100,000 多個脈沖，并提供有關信號頻譜、時間、調制和統計特性的時間相關性視圖。所有的相關脈沖參數可顯示在屏幕上，比如脈沖寬度趨勢、結果表、脈沖相位、頻率等。

圖 3 表明在 250 ms內測量的數百個捕獲脈沖的脈沖測量結果。左上方脈沖寬度趨勢顯示表明，128 個脈沖寬度為 20 μs的事件變化為脈沖寬度為 1.0 μs的單個事件。在右上方結果表中選擇 1.0 μs脈沖時，寬帶脈沖自動解調并顯示在圖 3 底部的脈沖相位和脈沖頻率顯示中。現在可以看出，解調的脈沖波形已經從連續波脈沖信號變化為多相脈沖壓縮 13 位巴克碼波形（脈沖寬度為 1 μs）。如果重復操作，這能顯著改變此雷達的分辨率性能，但只能維持很短的時間。

通過結合實時信號分離技術以及脈沖測量分析，可以輕松測量復雜脈沖信號的操作行為。

圖 3：使用 R&S?FSW-K6 脈沖測量選件，可全面隔離并分析寬帶脈沖。

總結

R&S?FSW-K160R是羅德與施瓦茨實時分析產品組合中新加入的產品。R&S?FSW可集成到高性能頻譜分析儀平臺，在顯示平均噪聲電平 (DANL)、相位噪聲和測量帶寬（320 MHz分析帶寬，最高可達 50 GHz）方面處于業內一流水平。

為擴展性能，R&S?FSW信號與頻譜分析儀通過軟件選件提供新實時功能，信號分析速率接近 600 000 FFT/s，且在 160 MHz分析帶寬下截獲 1.87 μs信號的概率達到 100%，在性能方面樹立了新的行業標桿。

結合 R&S?FSW-K6脈沖測量選件時，R&S?FSW-K160R實時頻譜分析儀非常適合輕松分析先進的捷變雷達系統。