20GHz高性能实时频谱仪&监测接收机横空出世

SM200A是Signal Hound公司最新推出的一款模块化频谱仪，它具有高动态范围、超低相噪、极快的扫描速度以及160MHz的实时带宽等性能。

SM200A具有100kHz-20GHz频率测试范围，160MHz的实时带宽，1THz/s 的扫描速度。另外，它还具有很高的交调截点，110dB的动态范围（如图1），以及具有足够低的相噪,对EVM的贡献不到0.1%。

图一SM200A的动态范围

独特的设计

SM200A的信号处理功能来自于两块，一块是仪器内部先进的Altera Arria-10系列FPGA，另一块是外部的PC,要求处理器为i5或i7。这个强大的处理能力组合实现了一个全功能的频谱分析仪和监测接收机平台，即使是极其苛刻的测试任务也能轻松完成。SM200A不像传统的频谱分析仪，所有的嵌入式处理都集成在一个盒子里，它的分布式处理具有无与伦比的灵活性和相当的性能，而且只需传统频谱仪成本的一小部分。 传统的台式机系统想升级存储器或者改变网络接口是非常困难的，而SM200A消除了这些问题，因为它采用的是PC机，它不和专有的，昂贵的或过时的处理硬件锁在一起，随时可以更新换代或者升级。

SM200A集成的软件支持传统参数的控制，如频率扫宽/中心/开始/截止，分辨率带宽，视频带宽，参考电平，可配置的迹线和频标。该软件提供了丰富的显示功能，如2D瀑布图、频谱图、实时颜色余辉显示，以增强和简化信号识别（如图三实测WIFI+扫频信号）。也有常见的数字调制信号的物理层测量工具和数字解调工具，包括：ASK、FSK、MSK、OOK、PSK和QAM（如图四 VSG25A信号源产生的8PSK调制信号实测）。另外，还提供EMC预测工具。

图三 实测空中WIFI信号+信号源产生的扫频信号

图四 实测矢量信号源VSG25A产生的8PSK调制信号

SM200A有内置的GPS，用于时间校准和接收数据的地理位置信息的标记。它可以提供±50ns精度时间戳的校正IQ数据流用以生成信号分析数据库或者经过一段时间后的移动数据采集用以后处理。SM200A有一个内置的通用扩展端口(GPIO)用于各种高级功能，如在信号监测方面作为多个天线之间的零延迟切换。

Signal Hound系统可以通过PC机的以太网接口连接到网络和后端资源，这使得它在通信、数据传输、软件更新和系统管理任务等方面都可行。对于特殊的应用，通过本地应用程序接口（API），SM200A可以连接到自动监控系统或自动测试设备（ATE）。用C/C++编写，完全文档化的API，支持完整的功能，如频谱扫描，设置事件触发记录、实时分析和I/Q数据流。程序员可以根据API自定义已有应用的程序开发或利用校准过的IQ数据结合用户自己的数字信号处理算法开发有针对性的应用。

SM200A的重量不到4公斤，包括散热器，并由外部9V至15 V直流电源或用交流/直流适配器供电。

应用

SM200A的高动态范围和极低的相噪简直是一个“活力双雄”，它具有先进的信号测量能力。

许多单位不愿花钱买一个相噪声测试系统，尽管它是非常有用的。然而，经济适用的SM200A非常适合对相位噪声测量要求苛刻的场合，因为SM200A的本身相噪很接近最好的台式频谱仪，那些隐藏在大信号的相位噪声包络下的小信号也能很容易被观察到。图五显示了SM200A对Signal Hound的1 GHz标准参考时钟的相噪测量结果。

图五 1G参考信号源的相位噪声测试

SM200A由于具有1000GHz/S的扫描速度，110dB的动态范围及极低的相噪，因此对雷达脉冲、跳频等信号的捕捉也非常容易。例：用Signal Hound矢量信号源模块VSG25A产生1%占空比脉冲，以下是SM200A对该脉冲的实测信息。

图六 1%占空比脉冲的频谱图

图七 1%占空比脉冲在Zero-Span模式下的时域信息

图八 Zero-Span模式下测得1%占空比脉冲的脉宽

SM200A中内置的覆盖20 MHz到20 GHz的亚倍频程预选滤波器组将给信号监测技术人员和频谱管理者带来很大的帮助，因为SM200A对于微弱或难以捕捉的信号，即使存在大功率的带外信号时也能很容易识别出来。