Измеритель мощности Rohde & Schwarz NRP2

Описание Измеритель мощности Rohde & Schwarz NRP2

Точное определение мощности радиочастотного сигнала относится к наиболее сложным задачам электрических измерений. Семейство измерителей мощности R&S®NRP2 идеально подходит для решения многообразных задач в научных исследованиях, в производстве и сервисе, а также в калибровочных лабораториях. Кроме базового блока R&S®NRP выпускается большое число датчиков, позволяющих выполнять всевозможные измерения. Сложные сигналы с цифровой модуляцией (применяемые, например, в новейших стандартах мобильной радиосвязи, таких как WCDMA и WiMAX) обрабатываются столь же просто, как и синусоидальные сигналы, несущие с аналоговой модуляцией (например, АМ, ЧМ) и импульсные ВЧ сигналы.

Применение

Точное измерение параметров сигналов TDMA
Готовность к будущим задачам – сигналы 3G и многое другое
Превосходная производительность для WLAN / WiMAX™
Специализация на радиолокации и измерениях ЭМС
Тестирование компонентов с минимальной погрешностью и высокой производительностью
Внешняя коррекция уровня генераторов сигналов

Точное измерение параметров сигналов TDMA

• Режим трассировки датчиков R&S®NRP-Z1x/-Z2x/-Z81 для графического анализа сигналов
• Функция измерения временных слотов для одновременного измерения мощности в нескольких временных слотах
• Простое определение исключаемых интервалов и условий запуска для точного определения измерительного диапазона
• До четырех полностью независимых измерительных окон
• Широкополосный датчик мощности R&S®NRP-Z81 позволяет определять маску для окна или временного слота, маскирующую отдельные компоненты сигнала

Анализ сигналов TDMA, используемых, например, в стандартах GSM/EDGE, DECT и PDC, является стандартной задачей измерения мощности. Датчики R&S®NRP-Z1x/-Z2x/-Z81 отлично справляются с этой работой. Режим трассировки сильно упрощает графический анализ сигналов. Возможность простого изменения шкалы времени и функция автомасштабирования существенно облегчают глубокий анализ определенных компонентов сигнала.

Специальная функция позволяет одновременно анализировать несколько равноотстоящих временных слотов. Базовый блок R&S®NRP позволяет одновременно измерять до четырех временных слотов. В режиме дистанционного управления через GPIB или в режиме автономной работы через USB число одновременно обрабатываемых временных слотов соответствующим образом увеличивается.

Исключение интервалов на краях временных слотов позволяет маскировать мешающие компоненты сигнала, а установка измерительного окна позволяет выборочно измерять отдельные компоненты сигнала. Базовый блок может независимо управлять четырьмя измерительными окнами. Кроме того, широкополосный датчик мощности R&S®NRP-Z81 позволяет назначать независимую маску для каждого измерительного окна. Это дает возможность отслеживать мощность в определенных временных интервалах.

Режим работы	Датчик
R&S®NRP-Z1x, R&S®NRP-Z2x		R&S®NRP-Z81
Базовый блок R&S®NRP (ручной режим)	4	4
Базовый блок R&S®NRP (дистанционное управление через GPIB)	28	16
Датчик в автономном режиме (USB)	128	16

Такие радиокоммуникационные стандарты, как 3GPP FDD, CDMA2000®, а также разрабатываемые стандарты, такие как 3GPP LTE, демонстрируют сильно отличающиеся профили мощности в зависимости от утилизации канала. Определение этих профилей является обычной работой для датчиков семейства R&S®NRP, причем независимо от того, выполняете ли вы прецизионные измерения средней мощности, пиковой мощности или отношения пиковой мощности к средней во временной области или делаете быстрый статистический анализ для точного определения амплитудного распределения.

Прецизионные измерения средней мощности можно выполнять с помощью тепловых датчиков мощности R&S®NRP-Z5x, а также с помощью усовершенствованных трехканальных диодных датчиков R&S®NRP-Z1x/-Z2x/-Z91. Это справедливо даже для сигналов с высоким отношением пиковой мощности к средней. Благодаря непрерывной 6 дБ области перехода между разными измерительными диапазонами трехканальных диодных датчиков, измерения всегда выполняются быстро и точно, даже на границах диапазонов. Инновационная архитектура этих датчиков позволяет обойти проблемы коммутации измерительных диапазонов, порождающие провалы в измерениях и увеличивающие время измерения.

Пиковую мощность можно измерять с помощью широкополосного датчика R&S®NRP-Z81. Минимальная видеополоса этого датчика составляет 30 МГц, что позволяет точно определять статистические параметры амплитуды. Датчик R&S®NRP-Z81 может выполнить измерение CCDF или PDF по одному миллиону выборок в полной видеополосе всего за 25 мс. Кроме того, можно выполнять -Z81 отлично приспособлен для измерения не только текущих стандартов мобильной радиосвязи, но и тех, которые появятся в будущем.
Превосходная производительность для WLAN / WiMAX™

• Режим трассировки для графического анализа во временной области (с помощью R&S®NRP-Z1x/-Z2x/-Z81)
• Широкополосные измерения мощности с помощью датчика мощности R&S®NRP-Z81 с высокой степенью воспроизводимости, благодаря очень малому дрейфу нуля
• Функция временного окна, например, для измерения мощности преамбулы и отдельного пакета

Используемые в беспроводных локальных (WLAN) и городских (WMAN) сетях широкополосные сигналы предъявляют особые требования к измерению мощности. Особенно это относится к сигналам WiMAX, которые требуют экономичного использования имеющихся ресурсов мощности. Например, в качестве одного из примеров можно привести задачу максимального продление срока службы аккумуляторов мобильных телефонов.
Измерение параметров сигналов OFDMA
Для выполнения этой работы можно использовать универсальные датчики мощности R&S®NRP-Z1x/-Z2x и широкополосный датчик мощности R&S®NRP-Z81. Режим трассировки позволяет выполнять несложный анализ сигналов во временной области. Благодаря своей архитектуре, трехканальные диодные датчики R&S®NRP Z1x/  Z2x и широкополосный датчик мощности R&S®NRP-Z81 могут обрабатывать широкополосные сигналы с модуляцией OFDM или OFDMA без потери точности или функциональности. Непрерывная средняя мощность измеряется в широких диапазонах с точностью, сравнимой с точностью тепловых датчиков. Датчики R&S®NRP-Z81 превращают измерение пиковой мощности и статистический анализ сигналов в простейшую работу.
Специализация на радиолокации и измерениях ЭМС

• Измерение коротких импульсов во временной области с помощью широкополосного датчика мощности R&S®NRP-Z81
• Определение интервалов времени с помощью функций маркера (например, длительность фронта и спада)
• Прецизионная внутренняя и внешняя синхронизация (непрерывный режим или синхронный запуск по единичному событию) для надежного распознания импульсов
• Специализированные датчики средней мощности R&S®NRP-Z9x для измерения электромагнитной совместимости в диапазоне частот от 9 кГц до 6 ГГц с динамическим диапазоном до 90 дБ

Радиолокация
Широкополосный датчик мощности R&S®NRP-Z81 отлично приспособлен для анализа импульсов во временной области. Обладая полосой 30 МГц и типовой длительностью фронта 11 нс, он позволяет измерять даже крутые фронты (которые встречаются, например, в сигналах РЛС). Возможно точное измерение мощности даже неповторяющихся импульсных последовательностей, в которых каждый импульс обладает разным уровнем мощности. Режим с буферизацией, поддерживающий до 1500 измерений в секунду, позволяет выполнять измерения с такой скоростью, которая обеспечивает надежное измерение мощности всех импульсов, даже если они очень короткие и следуют с высокой частотой. Измеренные значения буферизуются в датчике, и содержимое памяти поблочно передается в базовый блок R&S®NRP или в управляющий ПК. Это позволяет надежно регистрировать даже относительно редкие импульсы.

Измерение электромагнитной совместимости 
В измерениях электромагнитной совместимости интерес, как правило, представляет только средняя мощность. Здесь-то и проявляются сильные стороны датчиков R&S®NRP-Z91/-Z92/-Z98. Они перекрывают диапазоны, используемые в радиосвязи (до 6 ГГц), а также важные низкочастотные диапазоны (от 9 кГц). Как и прежде, пользователи получают преимущества от превосходных качеств трехканальных диодных датчиков мощности, и в том числе от динамического диапазона до 90 дБ, очень малого влияния модуляции на результаты измерений, превосходного согласования по сопротивлению и минимального влияния гармонических составляющих.
Тестирование компонентов с минимальной погрешностью и высокой производительностью

• Обработка результатов, полученных в разных измерительных каналах, для расчета производных параметров (КСВ, коэффициента мощности, коэффициента отражения, обратных потерь и т.п.)
• Уменьшение ошибок рассогласования за счет Γ-коррекции
• Компенсация влияния аттенюаторов, ответвителей и т.п. за счет наборов S-параметров, сохраненных прямо в памяти датчика
• Улучшенная функция автоматического усреднения для оптимизации зависимости времени измерения от требуемой точности
• Высокая скорость измерения (до 1500 изм./с)
• статистический анализ синхронно с сигналом, т.е. ограничить его конкретным измерительным окном. Это значит, что датчик R&S®NRP-
  Для таких компонентов, как усилители мощности сигнала с несколькими несущими (MCPA), основное внимание уделяется измерению переходных процессов с помощью анализатора спектра, а также точному определению среднеквадратической выходной мощности, коэффициента усиления и согласования входного сопротивления. Семейство датчиков R&S®NRP предлагает замечательное решение этой задачи. Базовый блок R&S®NRP может одновременно обрабатывать результаты, поступающие от используемых датчиков. Это позволяет корректно измерять входную и выходную мощность усилителя, а также точно определять коэффициент усиления и согласование сопротивления путем математических расчетов.

Одновременное отображение до четырех результатов измерений; математический расчет коэффициента отражения и усиления              

1. Векторный генератор сигналов
2. Направленный ответвитель
3. Оконечная нагрузка 50 Ом
4. датчик мощности A, B, C
5. Аттенюатор
6. анализатор сигналов
7. базовый блок

Типовая схема тестирования усилителя сигнала с несколькими несущими; математические функции R&S®NRP позволяют рассчитать согласование сопротивления и коэффициент усиления
Минимизация погрешностей
Датчикам семейства R&S®NRP не страшны даже сложные схемы измерений. Разного рода помехи легко компенсируются с помощью смещения, S-параметров и Γ-коррекции. Коррекция смещения позволяет учесть не зависящее от частоты затухание. Коррекция S-параметров используется для математического сдвига опорной плоскости к исследуемому устройству за счет учета S-параметров всех компонентов, установленных раньше по ходу сигнала. Γ-коррекция позволяет снизить рассогласование.

1. До коррекции S-параметров:
2. Исследуемое устройство
3. Источник
4. Плоскость 2, 1
5. Ответвители, аттенюаторы, кабели и т.п.
6. Pизм.
7. Коррекция S-параметров:
8. Измеренные S-параметры
9. Сохранение в датчике
10. После коррекции S-параметров:

Сдвиг плоскости измерения из точки 1 в точку 2 за счет коррекции S-параметров; влияние дополнительных компонентов компенсировано

Внешняя коррекция уровня генераторов сигналов

Коррекция уровня генераторов сигналов 
При подключении к генераторам сигналов компании Rohde&Schwarz, датчики семейства R&S®NRP позволяют автоматически корректировать уровень. Этот процесс включает двумерную коррекцию не только конкретного уровня, но и всего частотного и амплитудного диапазона датчика. Такая оптимизация обеспечивает, например, плоскую частотную характеристику на входе исследуемого устройства, даже при разных выходных уровнях генератора сигналов.

Датчики регулировки уровня
R&S®NRP-Z28/-Z98 со встроенным делителем мощности предназначены специально для мониторинга мощности, подаваемой на исследуемое устройство. Этот датчик является неотъемлемой частью измерительной схемы. Для измерения мощности не нужно отключать исследуемое устройство от источника ВЧ сигнала. Кроме того, это обеспечивает оптимальное согласование сопротивления с исследуемым устройством. Исключаются также дополнительные погрешности, вызванные, например, потерями в кабеле между генератором и исследуемым устройством. Расстояния до 1,2 м перекрываются микроволновым кабелем с малыми потерями. Кроме чистых измерений мощности, при работе с генераторами сигналов компании Rohde&Schwarz датчики регулировки уровня R&S®NRP-Z28/-Z98 позволяют автоматически корректировать уровень.

1. Векторный генератор сигналов R&S®SMJ100A
2. например, R&S®NRP-Z11/-Z21

Автоматическая коррекция уровня генератора сигналов R&S®SMJ100A с помощью терминирующего датчика мощности R&S®NRP-Z11/-Z21

1. Векторный генератор сигналов R&S®SMJ100A
2. Исследуемое устройство

Постоянный мониторинг выходной мощности генератора сигналов и/или автоматическая коррекция уровня с помощью датчика регулировки уровня R&S®NRP-Z28/-Z98

1. Мощность, дБмВт
2. Частота, МГц
3. Установка уровня –10 дБмВт
4. КСВ