Identificare e localizzare interferenze a radiofrequenza

COLLAUDO RF –

Il rilevamento di segnali interferenti è diventata un’operazione sempre più difficile a causa della proliferazione dei servizi wireless nello spettro Rf.

La crescita esponenziale dei servizi wireless ha portato alla ribalta il problema delle interferenze con cui devono confrontarsi tutti coloro che operano nei settori wireless e broadcast. Il traffico associato a sistemi radio bidirezionali che operano su frequenze autorizzate, celle e trasmettitori e a servizi militari, aeronautici e di emergenza, oltre a quello generato dai segnali a bassa potenza che utilizzano le bande di frequenza libere - come ad esempio quelli delle videocamere wireless e Wi-fi – può creare seri problemi di interferenza in uno spettro RF sempre più affollato. Per trovare e localizzare le cause delle interferenze di solito si ricorre a un analizzatore di spettro come il modello MS2720T di Anritsu. Il primo punto - e anche il migliore - per avviare la ricerca delle interferenze è l’ingresso dell’antenna del ricevitore. Se il ricevitore integra un pre-filtro, è meglio misurare il segnale dopo questo elemento.

Caratterizzazione del segnale
Una volta individuato il segnale interferente, esso deve essere caratterizzato prima di scollegare l’analizzatore di spettro dal ricevitore. Per caratterizzare il segnale l’utente deve impostare l’analizzatore di spettro in modo da ottenere la migliore visualizzazione del segnale, utilizzando i vari comandi dello strumento che agiscono sul guadagno del pre-amplificatore, il livello di riferimento (reference level) lo span (larghezza dello spettro di frequenze da analizzare) e l’ampiezza di banda di risoluzione. È necessario osservare e memorizzare la forma del segnale, l’ampiezza di banda e il comportamento nel tempo. Il tecnico che effettua l’analisi dovrebbe anche osservare la deriva in frequenza, le variazioni di ampiezza ed eventuali salti di frequenza (frequency hopping). Nel caso in cui il segnale interferente si presenti in maniera intermittente, lo si puó identificare e caratterizzare tramite la funzionalità Max-Hold dell’analizzatore di spettro, che crea l’inviluppo dei segnali misurati nella banda selezionata. Nel caso in cui l’analizzatore di spettro sia in grado di visualizzare i segnali acquisiti in modalità spettrogramma (che mostra l’evoluzione dello spettro nel dominio del tempo), è possibile verificarne la periodicità a colpo d’occhio. Qualora i segnali siano intermittenti e intercorra un lungo periodo di tempo tra le loro apparizioni, può essere utile ricorrere alla funzionalità “Save on Event”. Essa utilizza una maschera generata automaticamente del segnale “normale” e salva una traccia solo nel caso in cui appare qualcosa di insolito. Una volta salvate, le tracce possono essere esaminate in termini di tempi di apparizione e caratteristiche del segnale. Infine la funzione “burst detect”, presente in numerosi modelli di analizzatori di spettro di Anritsu è molto utile nella ricerca di segnali di tipo “burst” (a raffica), in special modo per quelli che si presentano con un duty cycle ridotto (larghezza del singolo impulso fino a 200µsec).

Localizzare la fonte dell’interferenza
Un analizzatore di spettro con funzionalità Gps accoppiato a un’antenna direttiva dotata di bussola permette di determinare la direzione di provenienza del segnale interferente, riportando i risultati su una mappa geo-riferita (che integra cioè informazioni di latitudine e longitudine). Solitamente per trovare la direzione viene usata un’antezza Yagi grazie alle sue ottime caratteristiche in termini di direttività e rapporto fronte/retro (F/B ratio) e ai ridotti lobi laterali. Anritsu ha sviluppato l’Interference Hunter portatile MA2700A in grado di supportare differenti tipi di antenna (per diverse bande di frequenza) con connettori N.(f) standard. Lo strumento include anche la bussola magnetica e un ricevitore Gps che riferisce la posizione e la direzione all’analizzatore di spettro. Al fine di fornire all’analizzatore di spettro un segnale di intensità sufficiente l’Interference Hunter integra un pre-amplificatore.

Analizzatore di spettro: criteri di scelta
Alcuni analizzatori di spettro sono migliori di altri nella ricerca delle interferenze. Gli analizzatori di tipo portatile, ovviamente, hanno un indubbio vantaggio rispetto agli strumenti da banco in quanto possono essere trasportati sul luogo dove è localizzato l’apparato interferito. Nel caso lo strumento debba funzionare per molte ore lontano da una fonte di alimentazione, una batteria caratterizzata da un lunga durata operativa è un elemento critico. Un altro fattore da tenere in considerazione è la capacità di vedere piccoli segnali in presenza di segnali più ampi che possono trovarsi vicini nello spettro Rf (il cosiddetto range dinamico o dynamic range). Un analizzatore di spettro con un range dinamico > 106 dB e ampiezza di banda di risoluzione (Rbw) di 1 Hz consente agli utenti di osservare un piccolo segnale che si trova a 90 o 100 dB al di sotto di un segnale forte quando entrambi i segnali sono presenti. Un altro parametro critico è un’elevata velocità di scansione (sweep) con una bassa ampiezza di banda di risoluzione in modo che l’analizzatore di spettro possa eseguire una scansione rapida fornendo nel contempo sufficienti dettagli per visualizzare il segnale interferente. Per la ricerca di molte interferenze, uno span di 1 MHz è sufficiente. Un analizzatore di spettro di elevata qualità può utilizzare un’ampiezza di banda di risoluzione di 1 kHz per generare un rumore di fondo (noise floor) di -126 dBm con una velocità di aggiornamento di 3 scansioni al secondo.

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