Signal- und Spektrumanalysator „Mit dem FSWX überwinden wir die Grenzen traditioneller Messmethoden“

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Bei dem Signal- und Spektrumanalysatoren der Serie FSWX von Rohde & Schwarz kommt eine neue interne Hardware-Architektur zum Einsatz. Welche Vorteile das für Entwickler bietet und wie sich das auf den Testaufbau auswirkt, berichtet ein Experte.

Der FSWX Signal- und Spektrumanalysator von Rohde & Schwarz ist ein Messinstrument, das sich durch seine besondere Architektur auszeichnet: Das Messgerät analysiert präzise Hochfrequenzsignale (HF), die für moderne Technologiefelder wie 5G-Mobilfunk, Satellitenkommunikation und Radar-Anwendungen unerlässlich sind.

Der FSWX integriert zwei Empfangspfade mit unabhängigen Lokaloszillatoren und einem internen Splitter, was die sofortige Kreuzkorrelation ermöglicht und komplexe externe Kalibrierungen überflüssig macht. Diese Architektur senkt signifikant das Eigenrauschen und die Störpegel des Geräts, wodurch selbst kleinste Signalveränderungen und Störprodukte deutlich erkannt werden können. Darüber hinaus sorgen die verbauten Filterbänke für einen breiten Frequenzbereich und ermöglichen eine schnelle, präzise Analyse, die konventionelle YIG-Filter übertrifft.

Im Gespräch mit Dr. Wolfgang Wendler vom Produktmanagement Signal- und Spektrumanalysatoren bei Rohde & Schwarz geht er auf die besondere Architektur des Messgeräts ein und zeigt außerdem auf, welche künftigen technischen Anforderungen für Entwickler mit dem Gerät meistern lassen.

Herr Dr. Wendler, wie exakt verhält sich die Kreuzkorrelationstechnik im direkten Vergleich zur traditionellen I/Q-Mittelwertbildung hinsichtlich erreichbarer Dynamik und Messgeschwindigkeit?

Die IQ-Mittelwertbildung (bei R&S IQ Noise Cancellation) verlangt nach einem sich wiederholenden Signal; außerdem muss man als Anwender aufpassen, dass man nicht das Rauschen der Quelle ebenfalls wegmittelt. Auch das Phasenrauschen des Lokaloszillators des Empfängers wird nicht weggemittelt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass Anwender nach wie vor die Ergebnisse über der Zeit darstellen können, beispielsweise EVM vs. Symbol. Im Gegensatz dazu liegen die Vorteile der Kreuzkorrelation darin, dass ich keine sich wiederholenden Signale benötige und das Phasenrauschen das Analysators unterdrückt wird. Es wird auch nur das Rauschen des Messgerätes unterdrückt. Allerdings wird die Zeit als Mittelung genutzt, d.h. Anwender bekommen nur einen EVM-Wert über die gemittelten Werte, also keine EVM versus Symbol, oder weniger EVM-Werte je nachdem welche Mittelung einstellt ist.

Wie exakt erfolgt die Kalibrierung der internen Empfangspfade werkseitig? Sind etwaige Neukalibrierungen durch den Anwender notwendig?

Die werkseitige Kalibrierung wird mit einem internen Kalibriersignal durchgeführt. Da keine Anwenderkalibrierungen notwendig sind, empfiehlt sich lediglich ein periodisches Selfalignment, besonders bei häufigen Nutzungsunterbrechungen oder Temperaturschwankungen.

Wie beeinflusst die Mehrwegearchitektur den Testaufwand bei Synchronisierung und Zeitgenauigkeit?

Der Testaufwand für den Anwender reduziert sich erheblich, da die internen Pfade des Gerätes kalibriert und synchronisiert sind. Zwar erfordert die Testdurchführung etwas Zeit, doch die integrierte Architektur minimiert Fehlerquellen und benötigt keine zusätzlichen Anpassungen.

Welche Software APIs und Tools bietet R&S für die Integration des FSWX in Automatisierungs-Workflows?

Wir bieten umfassende Unterstützung durch Labview, IVI-Treiber und andere Standardtools. Zusätzlich gibt es Funktionen wie die Emulation von Gerätetypen oder den SCPI-Recorder, die die Integration in bestehende Systeme erleichtern.

Welche strategischen Zukunftspotenziale bietet die Architektur des FSWX?

Der FSWX ist zukunftssicher für kommende Technologien wie 6G und Terahertz-Kommunikation ausgelegt. Die Architektur erlaubt spätere Erweiterungen auf höhere Frequenzen und zusätzliche Bandbreiten und unterstützt externe Frontends. Dabei hebt sich der FSWX durch seine konfigurierbaren Kanäle und die interne Splitter-Funktion deutlich von Konkurrenzlösungen ab.

Was hebt den FSWX deutlich von anderen Analysegeräten ab und wie rechtfertigt sich die Investition?

Die Aufbauten, um phasenkohärente Signalanalyse beispielsweise für Phased Array Antennas zu betrieben vereinfachen sich. Es wird nur ein Analysator benötigt. Die Kreuzkorrelation ermöglicht Badewannenkurven ohne Einfluss des Analysators, wenn EVM über Leistung gemessen wird. Das Phasenrauschen von einfachen Quellen lässt sich ohne zusätzlichen Phasenrauschmessplatz charakterisieren. Und kleinste Spurs können detektiert werden, ohne einen Notch Filter zu verwenden, der den Träger unterdrückt.

Die Vorselektion ist breitbandiger als mit YIG-Filter, genauer, und die Messung ist schneller. Außerdem kann die IQ-Analyse auch mit breitbandigen Signalen (> 50 MHz) mit Vorselektion erfolgen. Störungen auf der Spiegelfrequenz müssen nicht extra durch zusätzliche Filter unterdrückt werden. Komponenten können ohne großen Aufwand analysiert werden, da das Eingangs- und Ausgangssignal direkt verglichen werden. So liefert der FSWX Echtzeit-Ergebnisse für Frequenzgang, Group Delay, AM-AM-Konversion oder EVM. Außerdem ist die Software auf die Zwei-Kanal-Architektur zugeschnitten, sodass die erweiterten Möglichkeiten einfach in bestehende Messlösungen ohne großen Aufwand einfließen.

Wie gestaltet Rohde & Schwarz Langzeitsupport, Wartung und Softwareupdates für den FSWX?

Wir bieten als Hersteller einen Support von mindestens fünf Jahre über das Produktlebensende hinaus, mit regelmäßigen Software-Updates. Für fünf Jahre nach 2038 sind noch wartungstechnische Dienstleistungen vorgesehen. Wir planen eine schrittweise Erweiterung unseres Portfolios mit neuen Frequenzen, Bandbreiten und Softwareoptionen. (heh)

Signal- und Spektrumanalysator

Neue Architektur für die HF-Signalanalyse

Signal- und Spektrumanalyse

Neue Architektur verspricht höhere Messgeschwindigkeit und einfache Testaufbauten

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