Назначение
Анализаторы спектра R&S FSH6 (далее - анализаторы) предназначены для:
измерений и визуального наблюдения параметров спектра различных источников сигнала;
измерений параметров согласования (S-параметров) 4-х или 2-х полюсных устройств в диапазоне частот от 100 кГц до 6 ГГц (опции FSH-K2; FSH-Z3);
измерений мощности электромагнитных колебаний (с помощью измерительных преобразователей мощности FSH-Z1; FSH-Z14; FSH-Z18; FSH-Z44);
приёма и селективного измерения уровня входного сигнала, а также для звуковой демодуляции сигналов с частотной и амплитудной модуляцией (опция FSH-K3);
измерения расстояния до неоднородности (неисправности) в коаксиальной линии передачи (опции FSH-B1; FSH-Z3).
Анализаторы применяются для настройки, регулировки и испытаний различных радиотехнических устройств.
Описание
Принцип действия анализатора основан на методе последовательного анализа сигнала. Анализатор представляет собой автоматически или вручную перестраиваемый супергетеродинный приемник с индикацией выходных сигналов.
Анализатор обеспечивает:
измерение параметров спектра непрерывных колебаний сложной формы;
измерение параметров модулированных колебаний;
измерение параметров паразитных и побочных колебаний;
измерение полосы излучения и внеполосных излучений; исследование спектров повторяющихся радиоимпульсов;
измерение интермодуляционных искажений третьего порядка четырехполюсников;
управление всеми режимами работы и параметрами прибора как вручную, так и дистанционно от внешнего компьютера;
выход на печатающее устройство через интерфейс USB, автоматическое тестирование и самодиагностирование.
Для измерений параметров согласования (S-параметров) 4-х или 2-х полюсных устройств в диапазоне частот от 10 МГц до 6 ГГц анализатор оснащен программной опцией FSH-K2 (программное обеспечение для векторных измерений коэффициента передачи и отражения) и КСВН мостом FSH-Z3 (аппаратная опция). Для калибровки анализатора при этом используются калибровочные меры (мера "короткое замыкание", мера "холостой ход" и согласованная нагрузка), входящие в комплект КСВН моста.
Принцип действия анализатора совместно с КСВН мостом FSH-Z3 основан на возможности раздельного измерения параметров падающей и отраженной волны сигнала. В своём составе анализатор содержит генератор качающейся частоты (ГКЧ), одноканальный приёмник. ГКЧ формирует высокостабильный по амплитуде сигнал в полосе частот от 10 МГц до 6,0 ГГц. Приёмный тракт анализатора обеспечивает высокую избирательность и широкий динамический диапазон при измерении падающей и отражённой волн. Результат измерений может отображаться как в декартовых координатах, так и на диаграмме Вольперта-Смита.
Для измерения расстояния до неоднородности используется программная опция FSH-B1. Принцип измерения этой характеристики основан на использовании временной селекции отраженного от неоднородности радиосигнала.
Анализаторы допускают подключение КСВН моста FSH-Z2 для работы в ограниченной полосе частот от 10 МГц до 3,0 ГГц.
Для измерений мощности электромагнитных колебаний анализатор комплектуется измерительными преобразователями мощности FSH-Z1; FSH-Z14; FSH-Z18; FSH-Z44, которые позволяют проводить измерения в диапазоне частот от 10 МГц до 18 ГГц. Принцип действия измерительных преобразователей мощности основан на усилении напряжения сигнала эквивалентного потоку мощности в обоих направлениях (от источника к нагрузке (падающая мощность) и от нагрузки к источнику (отраженная мощность)) для направленных преобразователей FSH-Z14; FSH-Z44 мощности и в одном направлении (в нагрузку) для преобразователей поглощаемой мощности FSH-Z1 и FSH-Z18. Выделенное напряжение преобразовывается в цифровую форму для выдачи на цифровое табло (индикатор), в линейном и (или) логарифмическом масштабах.
Для измерений среднего, среднего квадратического, пикового и квазипикового значений напряжения входного сигнала, а также для звуковой демодуляции сигналов с частотной и амплитудной модуляцией анализатор оснащён опцией измерительного приемника FSH-K3. Принцип действия анализатора в этом случае основан на селективном измерении амплитуды сигналов в диапазоне частот от 100 кГц до 6 ГГц путем последовательной перестройки полосовых фильтров в пределах выбранного частотного диапазона.
Конструктивно анализатор выполнен в виде переносного моноблока.
Технические характеристики
Диапазон рабочих частот, МГц ..............................................................от 0,1 до 6000.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты, Гц..................± (f • 10'6),
где f- значение измеряемой частоты.
Пределы допускаемой погрешности измерений мощности входного синусоидального сигнала, дБ
Номинальное значение полос пропускания на уровне минус 3 дБ, Гц...............от Г103 до 1 -106.
Пределы допускаемой погрешности номинальных значений полос пропускания, %:
для значений полос до 300 кГц
для значения полосы 1 МГц
Средний уровень собственных шумов в полосе пропускания 1 кГц, в полосе частот, не более: от 10 МГц до 3 ГГц, дБ/мВт..........................................................................минус
от 3 ГГц до 5 ГГц, дБ/мВт.............................................................................минус
от 5 ГГц до 6 ГГц, дБ/мВт..............................................................................минус
Значение максимальной выходной мощности сигнала генератора качающейся частоты, дБ/мВт для диапазона частот:
от 100 кГц до 3 ГГц.........................................................................................минус
от 3 ГГц до 6 ГГц.................. минус
Волновое сопротивление высокочастотного выхода, Ом
Тип коаксиальных соединителей................................................N по ГОСТ РВ 51914-2002.
Значение КСВН высокочастотного входа, не более
Динамический диапазон по уровню интермодуляционных искажений третьего порядка при одинаковом уровне двух входных синусоидальных сигналов минус 20 дБ (мВт) и расстройкой между ними 2 МГц и менее, дБ, не менее................................................................................60.
Динамический диапазон по уровню интермодуляционных искажений третьего порядка при одинаковом уровне двух входных синусоидальных сигналов минус 20 дБ (мВт) и расстройкой между ними более 2 МГц, дБ, не менее..................................................................................66.
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более..........................170 х 120 х 270.
Масса, кг, не более..................................................................................................2,5.
Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °C................................................................от 0 до 50;
- относительная влажность воздуха при температуре 40 °C, %...............................................до 95;
- атмосферное давление, кПа......................................................................от 84 до 107.
Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В......................220
Потребляемая мощность, В А, не более
Опция FSH-Z3 (КСВН мост) Тип коаксиальных соединителей................................................N по ГОСТ РВ 51914-2002.
Диапазон рабочих частот, МГц.....................................................................от 10 до 6000.
КСВН измерительного входа в диапазоне частот, не более: от 10 до 50 МГц
от 50 МГц до 6 ГГц
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений КСВН, %................................±
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента отражения, °
Опция FSH-B1 (измерение расстояния до неоднородности)
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений расстояния до неоднородности, м........................................................................................± D/1023,
где D - длина контролируемого кабеля.
Опция FSH - Zl; FSH-Z18; FSH- Z14; FSH-Z44 (измерительные преобразователи мощности)
Диапазон рабочих частот, ГГц:
FSH-Z1 ...............................................................................................отГ10'2до8;
FSH-Z18...........................................................................................от 1-Ю’2 до 18;
FSH-Z14.................................................................................................от2,5-10’2 до 1.
FSH—Z44....................................................................................................от 210'1 до 4.
Динамический диапазон, Вт:
FSH - Z1 .........................................................................................от 2-10'10 до 2-10"1;
FSH-Z18.......................................................................................от210'1°до210’1;
FSH-Z14, FSH-Z44.............................................................................от ЗЮ’2 до 300.
КСВН входа в диапазоне частот, не более:
FSH-Z1:
от 10 до 30 МГц
от 30 МГц до 2,4 ГГц
от 2,4 до 8,0 ГГц
FSH-Z18:
от 10 до 30 МГц
от 30 МГц до 2,4 ГГц
от 2,4 до 8 ГГц
от 8 до 18 ГГц
FSH-Z14 (при нагрузке 50 Ом), не более
FSH-Z44 (при нагрузке 50 Ом):
от 200 МГц до 3,0 ГГц
отЗ до 4,0 ГГц
Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки нуля, мВт, не более:
FSH-Z1, FSH-Z18.........................................................................................± l,510'7;
FSH-Z14, FSH-Z44
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности, %
Тип коаксиальных соединителей................................................N по ГОСТ РВ 51914-2002.
Опция (программная) FSH-K3
Диапазон рабочих частот, МГц..................................................................от 0,1 до 6000.
Пределы допускаемой погрешности измерений уровня входного сигнала, дБ
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты, Гц...................± (f • Ю'6),
где f (Гц) - частота входного сигнала.
Ширина полосы пропускания по уровню минус 6 дБ относительно максимального значения АЧХ фильтра, кГц.......................................................................................0,2; 9; 120, 1000.
Минимальное значение уровня измеряемого синусоидального сигнала (в полосе пропускания 200 Гц), дБ (мкВ), не более.........................................................................................5.
Динамический диапазон измерений уровня входного сигнала, дБ, не менее........................120.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на лицевую панель анализатора в виде наклейки и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят: анализатор спектра, КСВН мост FSH-Z3 с набором мер (меры "короткое замыкание", меры "холостой ход" и согласованной нагрузкой), измерительные преобразователи мощности FSH-Z1, FSH-Z18, FSH-Z14, FSH-Z44, кабель к опции FSH-B1, комплект соединительных кабелей, комплект технической документации фирмы-изготовителя, программное обеспечение, методика поверки.
Поверка
Поверка анализатора проводится в соответствии с документом «Анализаторы спектра R&S FSH6. Методика поверки», утверждённым начальником ГЦИ СИ "Воентест" 32 ГНИИИ МО РФ в 2007 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: комплект для измерения соединителей коаксиальных КИСК-7 (абсолютная погрешность измерений не более ± 0,02 мм); частотомер электронно-счётный 43-66 (относительная погрешность измерений частоты не более ± 510'7); генератор сигналов R&S SM-300 (относительная погрешность установки частоты не более ± 3-10'6); микровольтметр ВЗ-59 (погрешность измерений + (0,4 - 1,5) %)•, ваттметр поглощаемой мощности М3- 93 (основная погрешность измерений мощности ± (4 - 6) %); измеритель КСВН панорамный Р2-83 (основная погрешность измерений КСВН не более ± 5,0 %); измеритель комплексных коэффициентов передачи Р4-11 (основная погрешность измерений КСВН не более ±5,0 %); набор мер КСВН и полного сопротивления 1-го разряда ЭК9-140 (относительная погрешность измерений: КСВН: 1 % для КСВН < 1,4; 1,5 % для КСВН = 2,0; 2 % для КСВН 3,0; фазы КО: 1° для КСВН > 2,0; 1,5° для КСВН = 1,4; 2° для КСВН = 1,2); установка для измерений ослабления и фазового сдвига образцовая ДК1-16 (погрешность измерений ослабления не более ± 0,1 дБ); генератор сигналов высокочастотный Г4-176А (диапазон частот от 100 кГц до 1280 МГц, погрешность установки частоты не более + 1,510’5 Гц); генератор сигналов высокочастотный Г4-78 (диапазон частот от 1,16 ГГц до 1,78 ГГц, погрешность установки частоты не более + 0,5 % генератор сигналов высокочастотный Г4-79 диапазон частот от 1,78 ГГц до 2,56 ГГц, погрешность установки частоты не более +0,5%); генератор сигналов высокочастотный Г4-80 (диапазон частот от 2,56 ГГц до 4,0 ГГц, погрешность установки частоты не более + 0,5%); ваттметр поглощаемой мощности МКЗ-69 (диапазон рабочих частот от 0,001 МГц до 3 ГГц, основная погрешность измерений мощности не бо-
лее ± 5 + 0,1 х--1 % в диапазоне измеряемых мощностей от 10 до 100 Вт); генератор сигналов высокочастотный РГ4-17-01 (диапазон частот от 0,1 МГц до 640 МГц, погрешность установки частоты не более ± 0,5 %); генератор сигналов высокочастотный Г4-159 (диапазон частот от 300 МГц до 700 МГц, погрешность установки частоты не более ± 1,5 %); генератор сигналов высокочастотный Г4-160 (диапазон частот от 700 МГц до 1000 МГц, погрешность установки частоты не более ± 1,5 %); ваттметры поглощаемой мощности МЗ-54, МЗ-56, МЗ-90 (основная погрешность измерений мощност и ± (4 - 6) %); генератор сигналов высокочастотный Г4-211 (диапазон частот от 1,07 ГГц до 4,0 ГГц, погрешность установки частоты не более ± 0,5 %); генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-122 (диапазон частот от 0,001 Гц до 2 МГц, погрешность установки частоты не более ± 5-10’7 Гц); вольтметр диодный компенсационный B3-63 (диапазон рабочих частот от 10 Гц до 1500 МГц, погрешность измерений ± (0,2 - 2) %); делитель напряжения ДН-1 (диапазон рабочих частот от 0 Гц до 7 ГГц, коэффициент ослабления от 0 дБ до 41 дБ, дискретность перестройки 1 дБ, погрешность установки ослабления не более + 0,2 дБ).
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.562-96. Государственная поверочная схема для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 0,03 до 37,5 ГГц.
ГОСТ 8.254-77. Приёмники измерительные, методы и средства поверки в диапазоне частот 1 -37,5 ГГц.
МИ 1700-87. Государственная поверочная схема для средств измерений полного сопротивления в коаксиальных волноводах поперечного сечения 16/6,95; 16/4,58; 7/3,04 и 3,5/1,52 мм в диапазоне частот 0,02 - 18,00 ГГц.
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Заключение
Тип анализаторов спектра R&S FSH6 утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
