隨著商業衛星的快速發展,衛星通信技術不斷進步,尤其是地球同步軌道(GEO)和低地球軌道(LEO)衛星的應用日益廣泛。然而,伴隨著頻率和帶寬的提升,衛星測試和干擾檢測的復雜性也隨之增加。這對整個行業提出了更高的要求,如何確保衛星系統的穩定運行以及快速高效地檢測干擾信號,成為衛星運營商和相關測試機構面臨的重要挑戰。
為了解決這些問題,是德科技推出了一系列高性能信號發生器和信號分析儀幫助工程師應對這些新挑戰。
衛星有效載荷架構與測試挑戰
在現代衛星通信中,衛星的有效載荷架構經歷了從傳統“彎管”(bent pipe)到數字再生的轉變。在傳統的“彎管”架構中,衛星僅僅起到信號中繼的作用,接收到的上行信號經過放大和頻率轉換后直接發送回地球站。而在現代的數字再生有效載荷中,衛星能夠在軌道上解調并清理信號中的噪聲和干擾,再將其重新編碼并傳輸。盡管數字再生技術提升了信號的清晰度,但也使得測試信號更加復雜,尤其是在測試數字調制信號時,調制分析顯得尤為重要。
此外,隨著衛星數量的增加和地球表面電磁環境的復雜化,干擾信號檢測面臨巨大挑戰。許多干擾信號是間歇性的或瞬時的,傳統的頻率掃描技術難以有效捕捉到這些短暫的信號。因此,工程師們需要依賴更加先進的實時信號分析技術(RTSA),來實現無縫的信號捕捉和分析。
傳統的“彎管”衛星轉發器結構
現代“數字再生有效載荷”衛星轉發器結構
信號發生器與分析儀應用指南破解測試難題
為了應對衛星測試和干擾檢測中的復雜性,是德科技提供了一系列高性能的信號源與頻譜分析儀,如 M9484C VXG 信號發生器和 N9042B UXA 信號分析儀。它們不僅具有超寬帶的調制能力,還具備實時信號分析的強大功能,能夠提供精準的測試與分析。
M9484C VXG信號發生器
N9042B UXA信號分析儀
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1寬帶衛星組件測試中的信號發生器應用
在衛星組件測試中,低噪聲放大器(LNA)、頻率轉換器和功率放大器(PA)是關鍵設備。這些設備的性能直接決定了衛星信號的質量,因此精確的測試至關重要。是德科技的M9484C VXG信號源具有54 GHz 的頻率范圍和2.5 GHz的調制帶寬,能夠生成超寬帶的多載波信號。這種寬帶信號使得測試更加靈活,工程師可以模擬實際工作條件下的復雜信號環境,進而更準確地評估設備性能。
例如,在測試頻率轉換器時,群時延(Group Delay)是衡量系統相位失真的重要指標。群時延的變化會導致信號失真,從而影響衛星通信的質量。通過是德科技的信號源與頻譜分析儀,工程師能夠生成多音信號,并對其相位和幅度進行精確分析,從而準確測量群時延。
VXG 信號發生器和
X 系列信號分析儀群延遲測量設置
2實時干擾檢測中的信號分析儀應用
隨著電磁環境日益復雜,衛星系統受到的干擾越來越多,干擾信號的檢測和分析已成為一項至關重要的任務。傳統的頻率掃描技術只能檢測持續存在的干擾信號,但對于間歇性或瞬時信號,檢測效果不佳。是德科技的N9032B PXA和N9042B UXA 信號分析儀搭載了實時信號分析(RTSA)功能,能夠無縫捕捉和分析瞬時信號,輕松應對傳統頻譜分析儀難以捕捉的干擾源。
在實際應用中,N9042B UXA 可以同時監測多個衛星信道,并通過強大的觸發機制(如頻率掩碼觸發和時間限定觸發)捕捉到干擾信號。通過與 89600 VSA 軟件配合使用,不僅可以捕捉干擾信號,還能進行回放和深入分析,快速定位問題的根源,顯著提升干擾檢測的效率。
用于干擾檢測的 RTSA
3調制分析與信號質量檢測
隨著衛星通信技術的進步,工程師們不斷嘗試在有限的頻譜資源中傳輸更多的數據。這要求衛星使用更高階、更復雜的調制技術,如 QPSK、QAM 和 APSK 等。然而,調制技術的復雜化也給信號分析帶來了挑戰。傳統的時間域和頻域波形已經不足以準確評估信號質量,調制精度成為表征信號的重要手段。
是德科技的 89600 VSA 軟件可以輕松完成各種標準調制和自定義調制的信號精度測試。通過誤差矢量幅度(EVM)等關鍵指標,工程師可以快速找到信號失真的根本原因。EVM 可以將功率放大器(PA)的 AM/AM、AM/PM 失真、頻率轉換器的群時延、局部振蕩器的相位噪聲以及低噪聲放大器的噪聲系數等問題一一暴露出來,讓工程師對衛星系統的信號質量有更深入的了解。
通過 89600 VSA 軟件中的數字解調功能,可以對校正后的定制 32 APSK 信號進行詳細分析
隨著衛星通信的不斷發展,衛星測試和干擾檢測變得愈加復雜。是德科技的信號發生器和信號分析儀憑借其卓越的性能和創新的功能,為工程師們提供了強大的工具,幫助他們應對這些挑戰。從寬帶信號生成到實時干擾檢測,再到復雜調制信號的精確分析,是德科技的解決方案覆蓋了衛星測試的各個方面。
未來,隨著更多衛星系統的投入使用,衛星測試和干擾檢測的需求也將持續增長。是德科技將繼續致力于為行業提供領先的測試和測量解決方案,推動技術的不斷進步,助力工程師創造更加穩定、高效的衛星通信系統。
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是德科技(NYSE:KEYS)啟迪并賦能創新者,助力他們將改變世界的技術帶入生活。作為一家標準普爾 500 指數公司,我們提供先進的設計、仿真和測試解決方案,旨在幫助工程師在整個產品生命周期中更快地完成開發和部署,同時控制好風險。我們的客戶遍及全球通信、工業自動化、航空航天與國防、汽車、半導體和通用電子等市場。我們與客戶攜手,加速創新,創造一個安全互聯的世界。
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原文標題:信號發生器與分析儀:核心工具破解衛星通信測試新挑戰
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