從商業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和設備到軍事通信、雷達和電子戰爭(EW)系統，射頻干擾無(wú)處不在。由于干擾不可預測，要解決這一問(wèn)題十分棘手。常用的信號分析儀采用間斷故障模式，使數據采集尤其困難。因此，如果不清楚一個(gè)問(wèn)題的根本原因，工程師便很難找到一種測量方法來(lái)捕獲這一故障。 

盡管困難重重，在擁擠的頻譜中找出、識別并分析干擾信號，不管其目的何在，已在各種應用中變得日益重要。一種稱(chēng)為無(wú)間斷捕獲的RF錄存技術(shù)，對解決這一問(wèn)題可能會(huì )特別有用。利用這種技術(shù)，系統工程師可以在一段較長(cháng)的時(shí)間內連續測量數據，確保捕獲所有RF事件。 

了解測量中的困難 

在對系統干擾進(jìn)行特征分析時(shí)，系統工程師通常依賴(lài)信號分析儀來(lái)完成長(cháng)時(shí)間的連續錄存，如圖1所示。長(cháng)時(shí)間錄存的主要局限是，測試設備中板子的內存容量不夠大。目標信號首先進(jìn)入分析儀的RF輸入，隨后被處理，產(chǎn)生圖1右側所顯示的波形。假設系統使用了一個(gè)固定本機振蕩器，該儀器捕獲帶寬內的所有目標信號在到達藍色豎線(xiàn)之前，都會(huì )經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)處理。一旦采樣信號進(jìn)入緩存或RAM中，該儀器便不再關(guān)注新進(jìn)入的數字樣本。相反，它必須處理先前錄存的采樣數據。 

圖1：典型的信號分析儀方框圖。

在信號分析儀對先前捕獲的數據進(jìn)行后處理時(shí)，不會(huì )再捕獲新的數據樣本，從而在連續的數據采集之間有效地形成一個(gè)間隙。如果在處理先前的事件時(shí)又發(fā)生了新的事件，或新事件的持續時(shí)間超過(guò)了現有的存儲器容量，這些事件便會(huì )落入這個(gè)間隙并可能被漏處理。此外，分析儀的觸發(fā)設置僅根據一組限定條件來(lái)捕獲事件。一旦分析儀錯過(guò)某一事件，該事件便一去不返。

可行的替代方案 

解決復雜的RF環(huán)境中的射頻干擾問(wèn)題是一個(gè)棘手的任務(wù)，無(wú)間斷錄存方法提供了一種可行的方法來(lái)解決傳統的信號分析儀所遇到的測量問(wèn)題。這一技術(shù)實(shí)現了在一段較長(cháng)的時(shí)間內連續采集數據，解決了不知何時(shí)、何處會(huì )出現一個(gè)干擾事件，以及該事件的持續時(shí)間有多長(cháng)的問(wèn)題。由于被錄存的數據不會(huì )間斷，因此很容易捕獲目標信號，如間斷式RF事件。 

圖2：該圖已將圖1中的信號分析儀修改為無(wú)間斷錄存。

在圖2的示例中，信號分析儀已被修改為無(wú)間斷錄存。圖2中的信號分析儀與圖1中的一樣，但它包含一條高速數據鏈路或總線(xiàn)，使工程師可以將采集到的數據從內存中移出去。它通過(guò)旁路處理和顯示更新，同時(shí)將采集到的數據直接寫(xiě)入采用環(huán)形RAM緩存的最終存儲介質(zhì)，來(lái)實(shí)現數據的無(wú)間斷高帶寬錄存。工程師可以在環(huán)形RAM緩存中同時(shí)寫(xiě)入和讀取數據。若在大帶寬下錄存較長(cháng)時(shí)間的數據，則需獨立磁盤(pán)冗余陣列(RAID)存儲系統。

Agilent的雙通道M9392A PXI矢量信號分析儀便是這樣一個(gè)寬帶無(wú)間斷錄存解決方案，它可以提供兩個(gè)獨立可調的通道，其中每個(gè)通道都能在100-MHz帶寬下錄存數小時(shí)的數據(圖3)。 

圖3：Agilent的無(wú)間斷錄存系統可與預先選定的設備結合起來(lái)，利用PCIe的大帶寬及快速吞吐的優(yōu)點(diǎn)，與普通的PC硬驅或外部海量存儲器一起使用。

RF環(huán)境中的寬帶錄存已被證明是可用于長(cháng)持續時(shí)間射頻干擾研究的一種有用的特征分析工具，功能強大的搜索工具可減輕在海量錄存數據中搜索干擾信號產(chǎn)生的負擔。例如，Agilent?89600矢量信號分析儀軟件可與M9392A一起，用于分析干擾源的特征及其對無(wú)間斷錄存目標數據中干擾信號的影響。使用這樣的軟件簡(jiǎn)化并減少了找出目標信號的時(shí)間，加快了分析和解決問(wèn)題的進(jìn)程。 

如果無(wú)間斷錄存方案采用類(lèi)似時(shí)間戳的方法可能也會(huì )有幫助，它將錄存的數據映射到一個(gè)絕對時(shí)間，產(chǎn)生觸發(fā)或預觸發(fā)。預觸發(fā)數據使工程師能夠讀取信號數據，產(chǎn)生一個(gè)特定的觸發(fā)事件。 

另一個(gè)主要功能是雙通道錄存。在單通道錄存系統中，很難只觸發(fā)所需的信號。結果，為了確保捕獲干擾事件，錄存下來(lái)的數據通常比實(shí)際所需要的多。這些多余的數據需要花費額外的時(shí)間和資源來(lái)處理。M9392A這樣的雙通道錄存系統減少了誤觸發(fā)的可能，并且它只錄存所需的數據。信號可以在一個(gè)通道上被采集和觸發(fā)，但錄存在另一個(gè)通道上。由于能夠在RF環(huán)境中更有效地發(fā)現這些信號，這樣的任意觸發(fā)機制可以節約大量時(shí)間，幫助工程師更有效地解決干擾問(wèn)題。

結構化處理流程 

即便采用無(wú)間斷捕獲方法，解決射頻干擾問(wèn)題仍然困難重重，因此有必要遵行一個(gè)系統化的處理流程。下面是這種處理流程的一個(gè)示例，它包括： 

第一步：捕獲

該步驟利用長(cháng)時(shí)間錄存的方法采集數據，確保捕獲故障事件。RF環(huán)境中的信號往往持續時(shí)間較長(cháng)，因此長(cháng)持續時(shí)間是必需的。而且，RF環(huán)境隨時(shí)間而改變，通常頻譜擁擠。此外，現代通信信號不斷增大的帶寬意味著(zhù)噪聲頻譜更寬，它們之間的交互通常是間歇性的、細微的或短暫的。 

第二步：搜索

數據采集完成后，錄存下來(lái)的數據會(huì )在實(shí)驗室中被回放并進(jìn)行必要的分析，以便提取有關(guān)故障干擾源的信息。在數據量極大的情況下，強烈建議使用能根據多種不同條件完成自動(dòng)搜索的信號搜索工具來(lái)尋找干擾源。數據搜索完成后，符合條件的一系列信號會(huì )被找到，信號分析應用程序會(huì )將這些信號分離出來(lái)并進(jìn)行回放。 

第三步：重新捕獲數據

當工程師更深入地了解了問(wèn)題的癥結或潛在的信號干擾源之后，可能需要捕獲更多更具體的信號數據。在這一可選的步驟中，工程師根據對故障的了解，來(lái)觸發(fā)信噪比更高的錄存任務(wù)。這些錄存任務(wù)著(zhù)眼于被干擾的接收器對某個(gè)特定的信號干擾源的反應如何。這時(shí)，雙通道錄存系統可能特別有用，因為配置后它可以使用其中一個(gè)通道來(lái)觸發(fā)錄存。 

第四步：分析

最后，工程師可以使用分析軟件顯示信號干擾源的影響。

利用這一處理流程，工程師們不僅可了解RF環(huán)境，還可錄存長(cháng)持續時(shí)間內頻帶的信息。結果，他們可以有效地使用RF錄存方法記錄、搜索和分析復雜RF環(huán)境中的目標信號。 

本文結論 

解決復雜RF環(huán)境中的射頻干擾問(wèn)題頗為困難。但是，利用無(wú)間斷錄存方法，工程師可以在長(cháng)持續時(shí)間內連續測量數據，確保捕獲所有目標RF事件。專(zhuān)門(mén)被改進(jìn)用于無(wú)間斷數據捕獲的寬帶錄存系統，尤其是雙通道系統，可以非常有效地分析RF環(huán)境中系統干擾的特征。在結構化流程中使用這一系統，為找出并分析目標信號提供了一種有效的途徑。在干擾問(wèn)題層出不窮的商業(yè)無(wú)線(xiàn)及EW應用中，這樣的功能變得越來(lái)越重要。