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Tragbare Analysatoren bringen 5G-Tests ins Feld

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Diese batteriebetriebenen Spektrumanalysatoren bieten sofortige Bandbreiten bis zu 100 MHz von 9 kHz bis 54 GHz mit vielseitigen Anzeigemöglichkeiten.

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Die tragbare Spektralanalyse bedeutete einst einen Griff und einen Verlust an Messleistung im Vergleich zu einem größeren Tisch- oder Rackmontage-Spektrumanalysator. Mit dem neuen tragbaren Spektrumanalysator Field Master Pro von Anritsu Co. gibt es kein Opfer. Diese tragbaren Field Master Pro MS2090A Geräte stellen echte Messleistung in den Mittelpunkt der sieben Frequenzkonfigurationen von 9 kHz bis 54 GHz.

Die einzelnen Modelle decken Frequenzbereiche von 9 kHz bis 9 GHz, 9 kHz bis 14 GHz, 9 kHz bis 20 GHz, 9 kHz bis 26 GHz, 9 kHz bis 32 GHz, 9 kHz bis 44 GHz und 9 kHz bis 54 GHz ab. Diejenigen, die sich für eines der niederfrequenten Modelle entscheiden, können es jederzeit an die Anritsu-Fabrik (Morgan Hill, Kalifornien) zurückschicken, um ein Upgrade auf einen höheren Frequenzbereich durchzuführen.

Diese vielseitigen Spektrumanalysatoren nutzen die neuesten analogen und digitalen Gerätetechnologien, um Breitbandmessfunktionen bereitzustellen, die nur mit einem viel größeren Rack-Montagegerät möglich waren. Abhängig von der Messfunktion bieten sie eine Laufzeit von mindestens 2 h (und typischerweise 3 h) mit einer wiederaufladbaren Batterie, die in diesen tragbaren Spektrumanalysator passt.

Die tragbaren Field Master Pro MS2090A Spektrumanalysatoren (Abb. 1) sparen auch bei kleinen Abmessungen nicht an Features. Der Bildschirm ist beispielsweise ein 10,1 Zoll diagonaler Farb-Touchscreen mit einer Auflösung von 1280- × 800 Pixeln. Sie bietet eine einstellbare Helligkeit (Abb. 2), die sie bei starker Sonneneinstrahlung und dunkelster Nacht gut sichtbar macht. Der Bildschirm verfügt zur Vereinfachung über eine "Finger-Schiebefunktion", die es dem Benutzer ermöglicht, über eine Spur zu streichen und zu scannen, um nach schwer zu findenden Signalen in einem weiten Frequenzbereich zu suchen, oder auf einen Teil des Bildschirms zu klemmen, um Nahaufnahmen von Signalen von Interesse zu aktivieren.

Die Menüs der Bediensoftware für die tragbaren Spektrumanalysatoren Field Master Pro wurden entwickelt und getestet, um den Industriestandards für Touchscreens zu entsprechen und eine optimale Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten. Betriebsarten und Funktionen können in weniger als fünf Sekunden geändert werden, um viele verschiedene Messungen im Feld zu ermöglichen.

Bis zu sechs einzelne Leiterbahnen können auf dem Bildschirm angezeigt werden, mit bis zu 12 Markern auf einmal. Darüber hinaus können Grenzwertlinien für Pass/Fail-Messwerte festgelegt werden. Das Display ist durch einen robusten Bildschirmschutz geschützt, der die Behandlung von Feldtests übernehmen kann; als Beweis übersteigt der Farb-Touchscreen die IK08-Normen für Beleuchtungsprodukte zum Schutz vor Stößen. Sogar die Steckverbinderanschlüsse sind durch Gummiummantelungen geschützt, um einen geringen Verlust und eine hohe Messleistung in schwierigen Betriebsumgebungen zu gewährleisten.

Leistungsstarkes Paket

Hinter diesem Bildschirm verbirgt sich eine der umfassendsten Messleistungen der Branche zur Signalanalyse. Es ist in der Lage, eine Echtzeit-Spektrumanalysebandbreite von bis zu 100 MHz zu erreichen, die im Breitbandmodell überall zwischen 9 kHz und 54 GHz abgestimmt werden kann. Diese Art von tragbarer Messleistung unterstützt viele aktuelle und zukünftige Testanwendungen, darunter Rundfunk, Verteidigung, Radar, Satellitenkommunikation (Satcom) und die unvermeidlichen zellularen drahtlosen 5G-Kommunikationssysteme, sowohl im Labor als auch im Feld.

In Bezug auf die Signalerfassung und -anzeige erweitern diese Analysatoren die Grenzen sowohl für große als auch für kleine Signale. Die Instrumente erreichen alle einen angezeigten durchschnittlichen Rauschpegel (DANL) von besser als -160 dBm mit Intercept (TOI) dritter Ordnung von typisch +20 dBm und Phasenrauschen von typisch -110 dBc/Hz Offset 100 kHz vom Träger. Unabhängig von der erfassten Signalleistung halten die Instrumente die typische Amplitudengenauigkeit innerhalb von ±0,5 dB.

Test 5G

Die tragbaren Spektrumanalysatoren wurden mit Blick auf mindestens eine der wichtigsten neuen drahtlosen Anwendungen entwickelt: das Testen der verschiedenen Signalkomponenten der nächsten Version der Mobilfunktechnologie - 5G New Radio (5G NR) drahtlose Systeme. Aufgrund des über die Jahre hinweg konstanten Verbrauchs der Funkbandbreite durch drahtlose Funksysteme erfordert die Prüfung von 5G NR-Systemen ein extrem breitbandiges Messsystem, das Frequenzbänder bei 3,5 GHz und im Millimeterwellenbereich bei 28 und 39 GHz beinhaltet.

Diese Analysatoren übernehmen Aufgaben wie elektromagnetische Konformitätstests, Zellidentifikationstests (ID-Tests), Strahl-ID-Tests und Messungen von Spektralemissionsmasken. Darüber hinaus verfügen sie über eine ausreichende momentane Bandbreite, um harmonische und störende Signale und potenzielle Störungen von anderen Funkquellen, die in den Spektralbereich von 5G NR-Systemen fallen, schnell zu lokalisieren.

Die Field Master Pro MS2090A Analysatoren kombinieren Hardware-Messleistung mit Softwaresteuerung, um laborähnliche Präzision auf das Feld zu bringen. Ihre großen Dynamikbereiche und Spektrogrammanzeigen erleichtern die Spektralüberwachung im Feld, insbesondere bei störenden oder gelegentlichen Störsignalen. Grenzwertlinien können für erfasste Signale einfach eingestellt werden, um z.B. Pass/Fail-Signalpegel anzuzeigen.

Als ein Anwendungsbeispiel kann die große Erfassungsbandbreite dieser kompakten Analysatoren in die NEON MA8100A Signal Mapper Software von Anritsu integriert werden, um eine 3D-In-Gebäudekarte der Signalabdeckung oder eine Anzeige der Outdoor-Weitbereichs-Funkabdeckung zu erstellen, indem die mit dem MS2090A erfassten Daten und die grafischen Anzeigemöglichkeiten der MA8100A-Software kombiniert werden. Tatsächlich beinhaltet die Field Master Pro MS2090A Serie eine Vielzahl von automatischen Messungen zur Vereinfachung der Vor-Ort-Prüfung, einschließlich integrierter Kanalleistung, belegter Bandbreite (OBW) und Nachbarkanalleistung (ACP) Messungen zur Vereinfachung der Konformitätsprüfung von drahtlosen Kommunikationssystemen.

Natürlich repräsentiert 5G NR nur eine (wenn auch sehr große) zukünftige internationale drahtlose Kommunikationsanwendung. Kraftfahrzeuge werden bald eine weitere große Anwendung darstellen, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Fahrzeuge, ebenso wie alles, was an das Internet der Dinge (IoT) angeschlossen ist.

Neben Kraftfahrzeugen, die im Rahmen der "Smart Highways" der Zukunft über Funkwellen miteinander kommunizieren, werden sie auch Kurzstrecken-Funkwellen wie Bluetooth und Wireless Local Area Networks (WLANs) in jedem Fahrzeug anbieten. Dadurch können die Passagiere miteinander kommunizieren, als Teil eines möglicherweise mobilen WLANs, das die Portabilität und Vielseitigkeit der Field Master Pro Spektrumanalysatoren für Tests vor Ort erfordert.

Die Analysatoren selbst bieten drahtlose Konnektivität mittels der drahtlosen Standards IEEE 802.11 und Bluetooth, unterstützt durch das Global Positioning System (GPS) und

Globales Navigationssatellitensystem (GLONASS). Da immer mehr Kraftfahrzeuge nun über USB-Stecker (Universal Serial Bus) verfügen, verfügen die Field Master Pro-Spektrumanalysatoren auch über USB 3.0-Stecker sowie PCIe- und Ethernet-Kabelverbindungen für physische Verbindungen zu verschiedenen Geräten und Instrumenten (Abb. 3).

Für diejenigen, die sich an die tragbaren Spektrumanalysatoren vergangener Jahre mit ihrer zuverlässigen Messleistung, aber den großen Gehäusen und blauen Griffen erinnern, sind diese Spektrumanalysatoren nur ein Bruchteil der Größe und haben deutlich mehr Messbandbreite. Und dieser erstaunliche 10,1 Zoll Diagonale hilft, die Langeweile bei der Hochfrequenz-Spektrumanalyse zu überwinden. Mit ihrem Sortiment an Verbindungsstellen, darunter USB 3.0, könnten diese kleinen Spektrumanalysatoren sogar eine USB-Testsignalquelle im Feld als Teil eines kleinen "taschengroßen" Testsystems übernehmen, das bei Bedarf eingesetzt werden kann. Plus, wenn 5G und fahrzeuggebundene drahtlose Systeme irgendein Beweis sind, werden diese Testsysteme im Feld benötigt.

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