AV4051信号分析仪：功能全面的工具

图4-34　AV4051信号分析仪

在雷达等脉冲体制装备中，随着我军对跟踪目标的能力，探测分辨力和精度，抗干扰和生存能力等方面要求的提高，装备信号从简单脉冲和脉内调制信号逐步过渡到复杂脉内调制、脉间调制和组合脉冲调制上来；与之类似，我军通信信息系统在综合业务能力、速率、通信质量和带宽效率方面的需求，也推动了数字调制信号从模拟调制、低阶数字调制向复杂和高阶的数字调制发展，如QAM64、256等。在信号体制日益复杂化的同时，信号带宽也越来越宽。针对此类复杂的宽带脉冲和数字调制信号，现有的分析手段无法实现各种调制参数的全面高精度测试，迫切需要对宽带复杂脉冲和数字调制信号测试分析技术进行深入研究和掌握，图4-34为AV4051信号分析仪。

1）总体技术方案

AV4051信号分析仪的整机实现方案框图如图4-35所示，主要由微波毫米波分路接收通道、高速数字处理、信号解调及分析、多模式校准源四大部分组成，可组合成超外差宽带处理通路、超外差窄带处理通路、直接射频检波处理通路等三个特性各异的处理通路，满足不同制式复杂调制信号的测试和分析需求，直接射频检波处理通路：10 MHz～40 GHz的脉冲信号经多路宽带差分检波单元检波，随后经宽带大动态调理单元调理至最佳测量状态送入宽带采集处理单元，形成最高2 GHz/s的高速检波数据，然后根据测试配置进行脉冲调制参数分析、脉间趋势分析、脉冲功率统计等脉冲调制特性分析。

超外差宽带处理通路：输入经微波毫米波变频单元和中频处理单元变频为500 MHz中频（瞬时带宽500 MHz），送入宽带采集处理单元进行高速数字信号处理，形成最高2GSamples/s的高速数据暂存于大容量捕获存储器。当进行脉内调制参数和数字通信调制参数分析时，捕获的数据经过可变带宽抽取后进入后级处理部分，实现全频段范围内宽带射频信号的复杂脉冲调制分析、数字通信信号解调、调制质量分析、调制域关联分析、信道功率分析等。

窄带处理通路：输入经跟踪预选、谐波混频和中频处理单元变频为75 MHz中频（最大解调带宽40 MHz），送入窄带采集处理单元对信号进行数字化、实时幅频相频校正、正交解调、滤波处理，形成2 kHz～40 MHz可变实时带宽的实时数据流，实现40 MHz实时带宽内的相应复杂调制信号测试和分析。除三个分析通路外，还需要设计一个多模式的射频和中频校准信号发生机制，进行复杂调制信号分析时至关重要的通路幅频和相频特性校准补偿和修正。

图4-35　总体技术方案框图

2）典型应用

（1）高性能频谱分析应用

用频电子设备/系统中各类信号频率、幅度、频谱分布特性的测试；通信、雷达等电子设备发射机接收机射频性能测试；组部件特性测试和检验。AV4051除具有优异的接收性能和强大的频谱分析功能外，还提供了全面的频谱功率测试组件，能够充分满足频谱测试和发射机接收机射频特性测试需求。配置前置放大器可以提高灵敏度，增强小信号测试能力；配置相噪测试选件以充分利用AV4051的相噪性能，扩展相位噪声测试应用。

（2）毫米波/THz频谱测试应用

用于毫米波高性能频谱分析，THz频谱特性测试，5 G通信信号、通信标准以及组部件研发测试。AV4051主机频段覆盖至50 GHz，并预留了至67 GHz的同轴扩展能力，50 GHz显示平均噪声电平指标为-133 dBm/Hz。AV4051支持系列化USB接口形式的扩频模块，最高频率覆盖至325 GHz，且频谱扫描点数最大可至30 001点，增强了信号识别功能对假谱的消除效果。配置前置放大器进一步提高灵敏度；配置相噪测试选件以充分利用AV4051的相噪性能，扩展相位噪声测试应用。

（3）常规信号分析应用

通用高性能频谱分析应用，以及需要获取信号数据，或分析信号各层面参数的应用场合；航空航天、雷达、通信、导航、电子战等领域制式信号测试和设备检测。AV4051具备高性能频谱分析能力，并提供灵活的触发、捕获和多种信号分析能力。配置40 MHz分析带宽，满足常规的信号带宽需求；配置模拟调制测量、瞬态分析、脉冲信号分析等测试功能满足信号分析方法需求。

（4）国防军工高性能信号分析应用

需要高性能频谱分析能力、强大的信号获取能力和信号分析能力的应用场合；航空航天、雷达、通信、导航、电子战等领域的高性能信号和设备测试，以及科学探索领域。通过合理配置功能和性能增强选件，AV4051可提供足够强大的信号接收调理性能，配置200 MHz的信号分析带宽，满足宽带通信、宽带脉冲信号带宽需求，集成瞬态分析、脉冲信号分析等信号分析工具，实现对复杂信号参数的测试。(www.xing528.com)

（5）宽带信号捕获记录测试应用

图4-36　用于各类脉冲调制信号的波形、频谱、脉冲参数和脉冲趋势的测试

大型武器装备试验，无缝记录装备信号，排查故障；靶场/阵地/特殊地域空间电磁信号的长时间控守；频谱监管、信息安全、无线电管理领域，参与构建大型系统；大数据的重要数据来源（原生信号数据）。实现对各类电子装备中工作信号/干扰信号、电磁环境信号、非法电台/敌对信号的无缝记录。AV4051可提供最大200 MHz带宽下最长可达数小时的宽带信号无缝捕获记录，并具备选时回放分析和信号样本处理的能力。图4-36为用于各类脉冲调制信号的波形、频谱、脉冲参数和脉冲趋势的测试。

脉冲信号分析：

·最大支持200 MHz带宽

·脉冲信号频谱、时域特性测试

·支持20余种脉冲参数测量（时间、幅度、频率、相位）

·选定任意脉冲，进行幅度、脉内频率/相位特性、频谱特性的细节分析

·对任意脉冲参数进行脉冲趋势统计

扫描点数101～30 001，根据性能规则优化扫描，连续扫描/FFT扫描，更快速地扫描，零频宽最小1μs，非零频宽1 ms，射频换频时间优于30 ms，具有灵活的触发与门控支持。图4-37为灵活的信号分析能力。图4-38为高性能频谱分析——灵活的Traces和Markers。图4-39为一键设置通信标准或进行通用的功率特性测试。

图4-37　灵活的信号分析能力——瞬态分析（多域分析及回放）

图4-38　高性能频谱分析——灵活的Traces和Markers

图4-39　一键设置通信标准或进行通用的功率特性测试