Анализаторы спектра

Актуальность. Работа с частотным диапазоном от десятков килогерц до сотен гигагерц сегодня является обычным делом для большинства людей. Радиочастотные (РЧ) сигналы позволяют передавать информацию для любых областей применения: от социальных сетей в мобильном телефоне до общественной безопасности и систем посадки самолетов.

. Активное использование частотного эфира и переполнение его различными сигналами провоцируют потребность в постоянном контроле РЧ-спектра. Анализаторы радиочастотного спектра становятся необходимыми приборами. Цель – изучить анализаторы спектра. Задачи: – рассмотреть анализаторы спектра, принцип работы, примеры; – рассмотреть анализатор постоянного тока; – рассмотреть анализатор переменного тока; – изучить анализатор на «смесителях»; – изучить анализатор на «резонаторах». Объект – измерительные приборы и устройства в радиотехнике. Предмет – анализаторы спектра. Структурно работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы.

Анализаторы спектра делятся на две основные категории: свипирующие и реального времени. Свипирующий анализатор спектра позволил впервые провести измерения в частотной области. Анализатор данного типа построен на принципе работы супергетеродинного приемника. Супергетеродинный анализатор смешивает входящий РЧ-сигнал с частотой гетеродина, в результате чего получается сигнал с более низкой промежуточной частотой (ПЧ), который затем дополнительно проходит один или несколько усилительных каскадов. Выполненные сначала полностью на аналоговых компонентах эти анализаторы стремительно развивались в соответствии с требованиями измерений. В современных свипирующих анализаторах спектра используются цифровые компоненты, такие как аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровые сигнальные процессоры и микропроцессоры. У анализаторов такой категории можно выделить явное преимущество: более низкая ПЧ легче управляется, что позволяет проводить более эффективную обработку. Однако принцип свипирования, по-прежнему используемый в этих приборах, наилучшим образом подходит для наблюдения только за сигналами с предсказуемым поведением. При резких изменениях сигнала возможен пропуск некоторых из этих изменений. Свипирующие анализаторы спектра не могут надежно регистрировать подобные явления, поэтому при их использовании для исследования РЧ-сигналов большинства современных средств связи нельзя рассчитывать на высокую производительность. Помимо пропуска кратковременных сигналов имеется вероятность неправильного представления спектра импульсных сигналов, используемых в современных системах радиосвязи. Свипирующие анализаторы позволяют получать спектр импульсного сигнала только при многократном свипировании. При этом особое внимание уделяется выбору скорости свипирования и полосы разрешения. Технология анализа спектра в реальном времени заключается в следующем: прибор сначала собирает информацию во временной области, а затем преобразует ее в частотную область посредством быстрого преобразования Фурье. Интерес к анализаторам спектра реального времени существенно возрос в последние годы, когда необходимость отображения быстро изменяющихся и кратковременных событий стала все более актуальной. Современный рынок стремительно охватили приборы, способные идентифицировать сигналы в пределах заданной полосы пропускания, которые появляются в течение очень коротких промежутков времени, например, импульсные радиолокационные сигналы или сигналы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Конечной целью анализа спектра в реальном времени является захват сигналов со стопроцентной вероятностью обнаружения, чего не могут предложить свипирующие анализаторы.

1. Аминев, А. В. Измерения в телекоммуникационных системах : учебное пособие для вузов / А. В. Аминев, А. В. Блохин ; под общей редакцией А. В. Блохина. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 223 с. 2. Аминев, А. В. Основы радиоэлектроники: измерения в телекоммуникационных системах : учебное пособие для среднего профессионального образования / А. В. Аминев, А. В. Блохин ; под общей редакцией А. В. Блохина. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 223 с. 3. Волегов, А. С. Метрология и измерительная техника: электронные средства измерений электрических величин : учебное пособие для среднего профессионального образования / А. С. Волегов, Д. С. Незнахин, Е. А. Степанова. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 103 с. 4. Гужов, В. И. Оптические измерения. Компьютерная интерферометрия : учебное пособие для среднего профессионального образования / В. И. Гужов, С. П. Ильиных. – 2-е изд. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 258 с. 5. Жуков, В. К. Метрология. Теория измерений : учебное пособие для бакалавриата и магистратуры / В. К. Жуков. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 414 с. 6. Клименков, С.С. Нормирование точности и технические измерения в машиностроении: Учебник / С.С. Клименков. - М.: НИЦ ИНФРА-М, Нов. знание, 2013. - 248 c. 7. Кузнецов Э. В. КЭлектротехника и электроника в 3 т. Том 3. Основы электроники и электрические измерения : учебник и практикум для академического бакалавриата / Э. В. Кузнецов, Е. А. Куликова, П. С. Культиасов, В. П. Лунин ; под общей редакцией В. П. Лунина. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 234 с. 8. Латышенко, К. П. Технические измерения и приборы в 2 т. Том 1 в 2 кн. Книга 1 : учебник для академического бакалавриата / К. П. Латышенко. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 250 с. 9. Латышенко, К. П. Технические измерения и приборы в 2 т. Том 2 в 2 кн. Книга 1 : учебник для академического бакалавриата / К. П. Латышенко. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 292 с. 10. Мещеряков В. А. Метрология. Теория измерений : учебник для среднего профессионального образования / В. А. Мещеряков, Е. А. Бадеева, Е. В. Шалобаев ; под общей редакцией Т. И. Мурашкиной. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 167 с.