AR6000 сканирующий приёмник

Последние годы охарактеризовались значительным интересом специалистов к диапазонам частот выше 3 ГГц, что связано с появлением новых видов сигналов, например, MLS, STL и FPU. Эти сигналы в так называемом C-диапазоне и в S-диапазоне позволяют реализовать функции таких систем, как ISM, WiMAX и т.п.
Применение традиционных широкополосных приемников не обеспечивает функционирование упомянутых систем. На возможность достижения оптимальных характеристик влияет не только частотный диапазон, но также и требование высокой чувствительности и точности при приеме сигнала.
Мировая практика показывает эффективность использования частотных диапазонов выше 2,5 ГГц в новых цифровых сотовых системах связи типа LTE-Advanced, TD-SCDMA и WCDMA/HSPA.
Необходимость удовлетворить этим новым требованиям послужила основанием для создания компанией AOR, LTD. нового сверхширокополосного приемника, работающего в полосе частот до 6000 МГц.
Приемник разработан на базе новейших технологий широкополосного приема и методов цифровой обработки сигнала, появившихся в процессе создания широко известных моделей приемных устройств AR-ALPHA, AR2300 и AR5001D.
Приемник AR6000 отличается  прекрасными характеристиками на всех частотах рабочего диапазона и может найти применение в таких областях, как анализ сигналов и измерение их силы. К традиционным областям коммерческого использования относятся зональный радиоконтроль, обнаружение радиопомех и их анализ, измерение напряженности электромагнитного поля, частотный анализ, исследование распространения радиоволн, ближний поиск незаконно установленных подслушивающих устройств, например, жучков для прослушивания телефонных переговоров или скрытых беспроводных видеокамер.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЕМНИКА AR6000

Прием в сверхширокой полосе частот.

Впервые в мировой практике создан коммерческий приемник, непрерывно перекрывающий диапазон частот от 9 кГц до 6 ГГЦ с дискретностью 1 Гц (выше 3.15 ГГц шаг равен 2 Гц). В отличие от анализаторов спектра данный приемник обладает превосходной чувствительностью, избирательностью и стабильностью характеристик.
Вследствие своих небольших габаритов (30 × 22 × 10 см), малой массе (5 кг) и простых требованиях к источнику питания (13,5 В), приемник можно легко переносить и использовать вне помещений. Приемник AR6000 символизирует концептуальный прорыв в решении проблем измерения параметров сигналов.

Преобразователь частоты со сверхмалым уровнем шума.

Прием в полосе 3,15 – 6 ГГц обеспечивается остроумно спроектированной схемой встроенного понижающего преобразователя частоты, обладающего сверхмалым уровнем шума, сопоставимым с уровнем шума высококачественных СВЧ-приемников.

Схемы с распределенными параметрами.

С целью обеспечения малого уровня шумов, а также минимизации ухода характеристик с течением времени и под влиянием изменений условий окружающей среды, в приемнике используются схемы с распределенными параметрами, тщательно спроектированные и изготовленные с применением систем автоматизированного проектирования и автоматизированного производства.
Характеристики приемника на подобной элементной базе намного превосходят характеристики приемников на базе обычных сосредоточенных элементов.

Архитектура программно-заданной радиосистемы.

Цифровая обработка сигналов осуществляется после третьего каскада ПЧ, что обеспечивает получение наилучших характеристик по сравнению с традиционными аналоговыми приемниками, требующими наличия схемы детектирования с отдельным фильтром.
Для обеспечения возможности удовлетворить будущим разнообразным требованиям, встроенное программное обеспечение, относящееся к высокоскоростной цифровой обработке сигналов, выполнено с учетом вероятной его модификации в перспективе, а также настройки под индивидуальные требования заказчика.

Концепция прямого преобразования.

Снимаемые с антенны сигналы в диапазоне 9 кГц – 25 МГц сразу преобразуются в цифровой формат с помощью одиночного преобразования частоты. Данный метод основан на применении больших интегральных микросхем, что позволяет обеспечить высокую избирательность и значительно снизить зеркальный эффект.

Метод нулевой ПЧ.

В то время как для частот ниже 25 МГц применяется метод прямого преобразования, для более высоких частот используется метод нулевой ПЧ. Поступающие радиосигналы обрабатываются в синхронном детекторе с использованием гетеродина, частота которого совпадает либо очень близка к несущей частоте сигнала. Данный метод позволяет снизить влияние зеркального эффекта, а также осуществить вывод цифрового I/Q-сигнала.

Вывод цифрового I/Q-сигнала.

После аналого-цифрового преобразователя, сигнал ПЧ представлен двумя компонентами. Одна из них (I) совпадает по фазе с исходным сигналом, а вторая (Q) сдвинута по фазе на 90 градусов (квадратурная составляющая). I/Q-сигналы, представленные на комплексной плоскости, располагаются на одной и той же угловой частоте. Цифровой сигнал может смещаться как в направлении по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. При наличии дополнительной платы I/Q5001, цифровой I/Q-сигнал можно вывести через порт USB 2.0 для дальнейшей обработки в персональном компьютере.

Высокая стабильность частоты опорного сигнала.

Если к приемнику AR6000 подключить приемник импульсных сигналов спутниковой навигационной системы GPS, то в режиме синхронизации с местным гетеродином нестабильность опорной частоты (10 МГц) уменьшается с ± 0.1×10^-6 до ± 0.01×10^-6.

Перспективы использования взаимосвязи уровней сигналов.

Поступающий от антенны входной сигнал в сильной степени коррелирован по уровню с выходным аналоговым сигналом ПЧ 45.05 МГц в полосе 15 МГц. Уровень регистрируется измерителем сигналов. Отклонения составляют величину менее ± 1,5 дБ на всех участках частотного диапазона. Это весьма привлекательно для осуществления анализа спектра сигнала, точного измерения уровня сигнала и параметров демодуляции, калибровки системы и т.д.

Возможность продолжительной записи аудиосигнала.

Демодулированный аудиосигнал можно записывать на карту памяти SD с помощью встроенного устройства записи. Информация хранится в виде файла в формате WAV, совместимом с персональным компьютером. За 8 часов записи накапливается примерно гигабайт информации. Максимальная емкость карты SD составляет 32 Гб (примерно 240 часов записи). Предусмотрена автоматическая система исключения пауз в процессе записи.

Важные функциональные возможности приемника.

Высокоскоростное сканирование и поиск, двухдиапазонный и разнесенный прием, возможность отображения спектра на экране встроенного ЖК-дисплея с выбором частотной полосы от 400 кГц до 10 МГц, наличие систем сигнализации CTCSS, DCS, DTMF, автоматическая подстройка частоты, инвертирование речевого сигнала, автоматическая режекция сигнала, подавление помех импульсного типа, подавление флуктуационных шумов, вывод аналогового видеосигнала и т.д.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Стандартное управляющее программное обеспечение.

Данное ПО находится в свободном доступе на сайте компании и предназначено для обеспечения таких функций как отображение спектра (с возможностью выбора частотной полосы от 400 кГц до 10 МГц), отображение информации в виде графика типа гистограммы. управление памятью, сканирование каналов памяти и банков, поиск, планирование ситуаций, регистрация действий, запись аудиосигналов и т.д. При этом обеспечивается возможность одновременного управления несколькими приемниками с одного персонального компьютера.

Программное обеспечение для работы с I/Q-сигналами.

Данное ПО поставляется только вместе с дополнительной платой I/Q5001. Оно разработано компанией MICROTELECOM и позволяет обеспечить накопление (на жестком диске), а также воспроизведение полной полосы 0,9 МГц (± 450 кГц) без потери качества. AR6000 является первым в мире приемником в своем классе, который предлагает возможность вывода цифрового I/Q-сигнала (изохронная передача, совместимая с USB 2.0). Содержащаяся в I/Q-сигнале информация почти идентична той, что в аналоговом виде передается по тракту ПЧ с полосой 1 МГц (± 500 кГц). Для каждой составляющей (I и Q) отведено 30 бит, частота выборки 1,125 миллиона выборок в секунду (двоичное дополнение до двух в режиме с фиксированной точкой).

 Чувствительность (значения чувствительности не гарантируются для частот ниже 40 кГц)

 Разъемы для ввода / вывода сигналов

 Запись аудиосигнала.

Для сохранения демодулированного сигнала применяется встроенное устройство записи на карту памяти. Требуется карта с объемом памяти не менее 256 Мб. Возможно использование карты формата SD (продолжительность непрерывной записи - 8 часов при емкости карты 1 Гб), а также - карты формата SDHC. При наличии специального адаптера можно использовать карты форматов mini-SD и micro-SD. Размещаться могут файлы только типов FAT 16 или FAT 32. Для хранения аудиопотока используются совместимые с ОС Windows форматы WAV, WAVE, RIFF (вариант little-endian), а также PCM (разрядность 16 бит). Для устранения непродуктивных пауз при записи сигналов возможна синхронизация устройства записи с шумоподавителем.

Дополнительные функции AR6000.

Приемник позволяет реализовать функцию приема сигналов одновременно в двух диапазонах. Один из них – диапазон ВЧ (9 кГц – 25 МГц), второй – ОВЧ/УВЧ (выше 25 МГц). В диапазоне ОВЧ/УВЧ возможен также одновременный прием на двух частотах с разносом относительно центральной частоты в пределах ±5 МГц. Сочетание этих двух функций позволяет осуществить одновременный прием на трех частотах. Одна частота – в диапазоне ВЧ плюс одновременный прием на двух разнесенных частотах. Функция шумоподавления в данном приемнике реализуется применением цифрового кодового шумоподавителя (DCS), а также – тональной системы шумоподавления (CTCSS). В перечень вспомогательных средств, привлекаемых к решению задачи демодуляции сигналов, входят автоматический NOTCH-фильтр, подавитель флуктуационных шумов, подавитель помех импульсного типа, фильтрация мешающего сигнала на соседней частоте методом сдвига полосы фильтра ПЧ, автоматическая регулировка усиления, автоматическая подстройка частоты, декодер многочастотной системы с двухтональным набором (DTMF). По заказу может выть встроен также декодер сигналов цифровой системы связи, поддерживающей протокол APCO (P-25).