信号发生器和信号分析仪在卫星通信测试中的应用

描述

随着商业卫星的快速发展,卫星通信技术不断进步,尤其是地球同步轨道(GEO)和低地球轨道(LEO)卫星的应用日益广泛。然而,伴随着频率和带宽的提升,卫星测试和干扰检测的复杂性也随之增加。这对整个行业提出了更高的要求,如何确保卫星系统的稳定运行以及快速高效地检测干扰信号,成为卫星运营商和相关测试机构面临的重要挑战。

为了解决这些问题,是德科技推出了一系列高性能信号发生器和信号分析仪帮助工程师应对这些新挑战。

卫星有效载荷架构与测试挑战

在现代卫星通信中,卫星的有效载荷架构经历了从传统“弯管”(bent pipe)到数字再生的转变。在传统的“弯管”架构中,卫星仅仅起到信号中继的作用,接收到的上行信号经过放大和频率转换后直接发送回地球站。而在现代的数字再生有效载荷中,卫星能够在轨道上解调并清理信号中的噪声和干扰,再将其重新编码并传输。尽管数字再生技术提升了信号的清晰度,但也使得测试信号更加复杂,尤其是在测试数字调制信号时,调制分析显得尤为重要。

此外,随着卫星数量的增加和地球表面电磁环境的复杂化,干扰信号检测面临巨大挑战。许多干扰信号是间歇性的或瞬时的,传统的频率扫描技术难以有效捕捉到这些短暂的信号。因此,工程师们需要依赖更加先进的实时信号分析技术(RTSA),来实现无缝的信号捕捉和分析。

卫星通信

传统的“弯管”卫星转发器结构

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现代“数字再生有效载荷”卫星转发器结构

信号发生器与分析仪应用指南破解测试难题

为了应对卫星测试和干扰检测中的复杂性,是德科技提供了一系列高性能的信号源与频谱分析仪,如 M9484C VXG 信号发生器和 N9042B UXA 信号分析仪。它们不仅具有超宽带的调制能力,还具备实时信号分析的强大功能,能够提供精准的测试与分析。

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M9484C VXG信号发生器

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N9042B UXA信号分析仪

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1宽带卫星组件测试中的信号发生器应用

在卫星组件测试中,低噪声放大器(LNA)、频率转换器和功率放大器(PA)是关键设备。这些设备的性能直接决定了卫星信号的质量,因此精确的测试至关重要。是德科技的M9484C VXG信号源具有54 GHz 的频率范围和2.5 GHz的调制带宽,能够生成超宽带的多载波信号。这种宽带信号使得测试更加灵活,工程师可以模拟实际工作条件下的复杂信号环境,进而更准确地评估设备性能。

例如,在测试频率转换器时,群时延(Group Delay)是衡量系统相位失真的重要指标。群时延的变化会导致信号失真,从而影响卫星通信的质量。通过是德科技的信号源与频谱分析仪,工程师能够生成多音信号,并对其相位和幅度进行精确分析,从而准确测量群时延。

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VXG 信号发生器和

X 系列信号分析仪群延迟测量设置

2实时干扰检测中的信号分析仪应用

随着电磁环境日益复杂,卫星系统受到的干扰越来越多,干扰信号的检测和分析已成为一项至关重要的任务。传统的频率扫描技术只能检测持续存在的干扰信号,但对于间歇性或瞬时信号,检测效果不佳。是德科技的N9032B PXA和N9042B UXA 信号分析仪搭载了实时信号分析(RTSA)功能,能够无缝捕捉和分析瞬时信号,轻松应对传统频谱分析仪难以捕捉的干扰源。

在实际应用中,N9042B UXA 可以同时监测多个卫星信道,并通过强大的触发机制(如频率掩码触发和时间限定触发)捕捉到干扰信号。通过与 89600 VSA 软件配合使用,不仅可以捕捉干扰信号,还能进行回放和深入分析,快速定位问题的根源,显著提升干扰检测的效率。

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用于干扰检测的 RTSA

3调制分析与信号质量检测

随着卫星通信技术的进步,工程师们不断尝试在有限的频谱资源中传输更多的数据。这要求卫星使用更高阶、更复杂的调制技术,如 QPSK、QAM 和 APSK 等。然而,调制技术的复杂化也给信号分析带来了挑战。传统的时间域和频域波形已经不足以准确评估信号质量,调制精度成为表征信号的重要手段。

是德科技的 89600 VSA 软件可以轻松完成各种标准调制和自定义调制的信号精度测试。通过误差矢量幅度(EVM)等关键指标,工程师可以快速找到信号失真的根本原因。EVM 可以将功率放大器(PA)的 AM/AM、AM/PM 失真、频率转换器的群时延、局部振荡器的相位噪声以及低噪声放大器的噪声系数等问题一一暴露出来,让工程师对卫星系统的信号质量有更深入的了解。

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通过 89600 VSA 软件中的数字解调功能,可以对校正后的定制 32 APSK 信号进行详细分析

随着卫星通信的不断发展,卫星测试和干扰检测变得愈加复杂。是德科技的信号发生器和信号分析仪凭借其卓越的性能和创新的功能,为工程师们提供了强大的工具,帮助他们应对这些挑战。从宽带信号生成到实时干扰检测,再到复杂调制信号的精确分析,是德科技的解决方案覆盖了卫星测试的各个方面。

未来,随着更多卫星系统的投入使用,卫星测试和干扰检测的需求也将持续增长。是德科技将继续致力于为行业提供领先的测试和测量解决方案,推动技术的不断进步,助力工程师创造更加稳定、高效的卫星通信系统。

关于是德科技

是德科技(NYSE:KEYS)启迪并赋能创新者,助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司,我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案,旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署,同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手,加速创新,创造一个安全互联的世界。

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