Новый векторный анализатор R&S ZNA в первом приближении

04.02.2019 > 14:40
Новый векторный анализатор R&S ZNA в первом приближении
Компания Rohde&Schwarz объявила о выводе на российский рынок нового высокочастотного векторного анализатора цепей высшего класса R&S ZNA, отличающего  стабильностью, точностью и рядом новых возможностей, отсутствующих у предыдущих моделей и у продукции других производителей.

Прибор предназначен для настройки и измерения параметров самого широкого спектра как активных, так и пассивных устройств, включая фильтры, приемники, передатчики, смесители, антенные решетки и т.п. Всего новинка будет представлена в шести модификациях, различающихся максимальной рабочей частотой, количеством портов (2 или 4) и типом разъемов. Так в модели R&S ZNA26, в которой использованы 3,5 мм разъемы, верхняя рабочая частота составляет 26,5 ГГц. В модификациях более высокочастотной модели R&S ZNA43, способных работать на частотах до 40 и 43,5 ГГц, применены 2,92 мм и 2,4 мм разъемы соответственно. Нижняя рабочая граница у всех шести моделей составляет 10 МГц, но благодаря наличию портов прямого доступа, к которым можно подключиться сняв перемычки на передней панели, рабочий диапазон анализатора можно расширить вниз по частоте до 100 кГц отметки.

1.JPG

В ближайшие 1,5-2 года планируется расширение модельного ряда модификациями, способными работать на более высоких частотах, чем уже имеющиеся.

Все семейство анализаторов R&S ZNA разработано практически с нуля. Исключение составляют, разве что, отдельные программные интерфейсы, хорошо отработанные на устройствах предыдущего поколения и привычные большому количеству пользователей.

R&S ZNA является первым в мире векторным анализатором цепей в котором вместо управляющего блока с механическими переключателями и регуляторами наряду с основным применен вспомогательный сенсорный экран. Это обеспечивает не только высокую скорость работы с интерфейсом прибора, но и позволяет в случае необходимости   переносить на вспомогательный экран окна некоторых программ. Кроме того, помимо классического способа настройки параметров измерения с помощью кнопок, пусть и сенсорных, в приборе имеется специальный ориентированный на испытываемое устройство интерфейс. С помощью виртуального помощника пользователь шаг за шагом на одном экране может задать все необходимые ему параметры измерений и тут же увидеть требуемые результаты. Например, при настройке смесителя в обычном варианте требуется в разных подменю задать частоту и мощность сигнала, определить полосу пропускания и т.п. В данном же случае регулировщик видит список всех параметров на одном экране сразу, а не по отдельности и здесь же отображаются все кривые измерений, в результате чего отпадает необходимость в отдельном конфигурировании, а сам процесс настройки максимально понятен и удобен для пользователя.

Кроме того, предусмотрена возможность сохранения в памяти анализатора профиля того или иного устройства, что в случае возникновения необходимости настройки аналогичного элемента, позволяет не выставлять все параметры измерений по новой — в этом случае достаточно просто активировать и вызвать на экран уже имеющуюся по нему информацию. Так же при измерениях очень важно, что однажды откалиброванный прибор сохраняет свои параметры стабильными в течении длительного времени и на повтор данной операции не требуется затрачивать много усилий. Значительно улучшены и собственные «сырые» характеристики прибора - шумы трассы, стабильность и точность изначально высокие еще до калибровки прибора и вносят меньшие погрешности чем раньше.

Передняя панель.png

Одним из наиболее важных параметров анализаторов, особенно при настройке фильтров с большой полосой заграждения, является его динамический диапазон. Высокие значения этого параметра позволяют измерять устройства, работающие с широким спектром мощностей. По спецификациям заявленный динамический диапазон R&S ZNA составляет 129 дБ, а с использованием дополнительных приемов - 170 дБ. Очень важная для приборов такого класса характеристика - это собственные шумы устройства. R&S ZNA обладает в этом плане уникальными параметрами - уровень его собственных шумов составляет -120 дБм в стандартной конфигурации и до -151 дБм с опцией прямого доступа к каналам. При этом шум трассы прибора так же находится на сверхнизкой отметке и составляет меньше 0,001 дБ. Такие характеристики позволяют проводить измерения на пределе чувствительности в трактах с большим затуханием, например, в случае с антенными системами, когда требуется измерять сигналы с малыми уровнями.

В зависимости от модели устройство может содержать до 4 внутренних фазокогерентных источников, которые обеспечивают повторяемость фазы при различных развертках, что важно, например, при измерении фазы смесителей. Такая конфигурация делает измерительную установку более компактной, управляемой и гораздо более быстрой, чем при использовании нескольких внешних генераторов. По умолчанию на 2 порта устанавливается один генератор. Соответственно 2х портовая модель анализатора оснащается одним генератором, а 4х портовая — двумя. Также для 4х портовой модели предусмотрена опциональная установка 4 генераторов, что является уникальной возможностью на рынке. Последний вариант может быть востребован в тех случаях, когда необходимо измерить различного рода преобразователи и требуется одновременно использовать несколько источников сигнала. Еще одна уникальная особенность представленного прибора — возможность встраивания второго внутреннего гетеродина, что позволяет измерять разные частоты смесителя на входе и на выходе одновременно. Это позволяет ускорить процесс измерения в 2 раза и уменьшает фазовые шумы при измерении смесителей.

Как и в предыдущих моделях каждый порт устройства оснащается двумя приемниками — опорным и измерительным, в отличие от некоторых анализаторов, в которых имеется только один опорный приемник, переключаемый между портами. Соответственно, в 4 портовом варианте R&S ZNA имеется 8 приемников, что может быть востребовано при исследовании многопортовых устройств — MIMO приемников и передатчиков для сотовой связи, а также АФАР с различными видами поляризации. Также Альберт Гляйсснер, менеджер по продукту R&S ZNA компании Rohde&Schwarz, выделяет такой параметр прибора, как максимальная мощность, которая может составлять 20 дБм и возможность получить в развертке 100 дБ разницы по мощности, что является уникальным на рынке анализаторов. В каждый порт анализатора может быть встроен импульсный модулятор, что позволяет работать с устройствами для которых необходим не постоянный, а импульсный сигнал. Шагом вперед Альберт Гляйсснер называет и использование в новинке для синхронизации внутренних компонентов высокой опорной частоты. В стандартных устройствах для этих целей обычно применяют 10 МГц кварцевые генераторы, работающие на гармониках, а в анализаторах R&S ZNA применен сигнал 1 ГГц, что обеспечивает уменьшенный фазовый шум выходного сигнала и надежную синхронизацию при системной интеграции. Использование высокой фундаментальной частоты гетеродина, а не его гармоник, обеспечивает высокий динамический диапазон на частотах до 40 ГГц, что особенно важно при измерении фильтров.

Еще одна важная возможность прибора — это наличие прямого доступа к портам ПЧ (непосредственно к АЦП), что позволяет работать в полосе шириной от ноля до 1 ГГц. Данная опция может быть востребована при создании систем для измерения параметров антенн, так как обеспечивает возможность гибкой работы с внешними смесителями.

Так же для устройства доступна программная опция значительно упрощающая измерение спектра выходного сигнала усилителей и других устройств, включая оценку их внеполосных составляющих. Теперь это можно делать напрямую и гораздо быстрее, чем на приборах ZVA и ZNB.

Благодаря всем описанным выше возможностям и другим особенностям анализатора, которые не вошли в этот рассказ, его можно использовать для самых прецизионных измерений самого широкого спектра сложных радиотехнических устройств, включая спутниковые ресиверы, радары, приемопередатчики и о оборудование сотовой связи.

Немаловажно, что специалистам Rohde&Schwarz удалось реализовать этот многофункциональный прибор в довольно компактном и малошумящем устройстве. Размеры высокочастотного векторного анализатора цепей высшего класса R&S ZNA составляют всего 48х38х26 см (ШхГхВ).

Все Статьи

Комментарии
Авторизоваться