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Capture automatique des données IQ comme aide à l’identification des sources

Par José María Pindado, Anritsu Europe

Publication: 16 janvier

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La capture des signaux en phase (I) et en quadrature (Q) constitue l’une des fonctions clé des analyseurs de spectre modernes car elle aide les ingénieurs à analyser en profondeur les signaux RF...
 

Cependant, bien qu’elle permette aux ingénieurs d’analyser le signal qui a été capturé, elle ne répond pas toujours en tous points aux exigences du client de par le fait que la capture ne déclenche pas forcément de façon automatique.

Pour les signaux intermittents qui ne sont pas présents à tout instant, par exemple, il peut s’avérer utile pour l’instrument lui-même de reconnaître ces signaux dès qu’ils apparaissent et de commencer à les capturer automatiquement. Cette capacité est souvent requise par les organismes de règlementation et les agences de renseignement, et sa mise en œuvre est facilitée par les fonctionnalités de commande à distance et de programmation disponibles sur les analyseurs de spectre portables modernes comme le MS2720T d’Anritsu (voir figure 1).

Identification des sources d’interférence

En cas de problème de signal d’interférence, deux tâches principales doivent être effectuées le plus tôt possible : la localisation de la source d’interférence et la caractérisation du type de signal dont il s’agit. La localisation de l’interférence peut être réalisée à l’aide de différents systèmes qui aident à identifier la provenance d’un signal spécifique. Par exemple, un système utilisant plusieurs sondes MS2710xA peut utiliser des algorithmes pour trianguler l’origine d’un signal particulier, avec une précision de quelques centaines de mètres. La poignée goniométrique portable MA2700A peut aider à isoler la source en mesurant la force du signal et en calculant la direction à l’aide d’antennes directionnelles.

Pour les étapes suivantes, concernant la caractérisation, l’analyse et l’identification du signal d’interférence, la capture des données IQ se révèle être un outil précieux. Grâce à cette capture, il devient possible d’obtenir les données démodulées brutes d’un signal, et d’utiliser des programmes comme Matlab pour les traiter a posteriori.

Cette fonctionnalité est particulièrement importante pour les clients comme les agences gouvernementales ou les entités de réglementation qui cherchent habituellement à aller plus loin avec les problèmes d’interférence avec pour objectif d’analyser précisément le type de signal en cause, la modulation, etc., voire jusqu’à son auteur.

Au sein de la famille des analyseurs de spectre d’Anritsu, il existe plusieurs modèles capables de capturer les données IQ dans différentes largeurs de bande instantanées et de différentes profondeurs mémoires, permettant ainsi la capture et le post-traitement d’un large éventail de signaux. La capture des données IQ peut ensuite être utilisée pour générer un fichier .wcap comportant les informations nécessaires pour être traité par un logiciel standard.

Cependant, un problème se pose lorsque le signal faisant l’objet de recherches est un signal intermittent et qu’il n’apparaît de ce fait que de temps en temps, sous forme de brèves impulsions. Ce scénario constitue un problème particulièrement épineux pour les utilisateurs car il les oblige à surveiller en continu le spectre en attendant l’apparition de l’évènement. En effet, les mécanismes de déclenchement qui initient la capture des données IQ ne permettent pas la capture d’évènements intermittents. Il est possible de capturer manuellement les données I/Q en naviguant dans les menus de l’écran ou en utilisant un trigger externe mais il n’existe aucune option de déclenchement automatique permettant de lancer la capture.

Cependant, quasiment tous les analyseurs de spectre, intègrent une fonctionnalité « Save on Event » (sauvegarder lors de l’événement) (figure 2) qui permet à l’utilisateur de sauvegarder la capture du spectre reçu lorsque certaines règles sont violées. Cette fonctionnalité se révèle utile, par exemple, pour capturer le signal quand il dépasse un certain seuil de puissance et peut également être très utile pour chasser des sources intermittentes.

Dans ce cas, en effet, la capture de signaux intermittents est effectuée en créant une limite appropriée en puissance et en utilisant la fonction « Save on Event ». Il n’est alors pas nécessaire de surveiller le spectre en continu pour ne pas manquer le moment où les interférences apparaissent. Ce paramétrage suffit pour enregistrer automatiquement le signal à chaque fois qu’il apparaît et qu’il dépasse la limite fixée.

La solution, pour les clients qui veulent capturer les données IQ de la même manière qu’un analyseur de spectre instantané sauvegarde des données à l’aide d’une fonctionnalité « Save on Event », consiste donc à intégrer ces deux fonctionnalités d’une manière ou d’une autre.

Capture automatique des données IQ

C’est à cette étape que la capacité de programmation des analyseurs de spectre modernes joue pleinement son rôle. Tous les analyseurs de spectre d’Anritsu, par exemple, peuvent être entièrement contrôlés et programmés via des commandes SCPI. Cette capacité offre à l’instrument la flexibilité de démoduler le signal, de lancer des mesures via des programmes LabVIEW, et démarrer et terminer des captures.

La programmation en langage SCPI peut augmenter les possibilités des analyseurs de spectre en dépassant ses spécifications typiques. Dans le cas illustré à la figure 3, par exemple, une application LabVIEW a été créée pour interagir avec l’unité MS2720T afin de lancer la capture des données IQ au moyen d’une fonctionnalité « Save on Event Characteristic ».

Ici, la fenêtre de l’application montre exactement la forme du spectre dans la fenêtre de l’analyseur de spectre et l’utilisateur peut configurer la valeur limite qui déclenchera la fonction de capture des données IQ en cas de dépassement. Le MS2720T est configuré selon les mêmes paramètres tels que le débit d’échantillonnage de la numérisation des données IQ et la longueur de la capture, et le bouton « Capture on Event » montrera les données IQ extraites du signal sur le graphe situé en dessous. Le bouton « Save IQ Data » peut être utilisé pour générer un fichier ASCII comportant les données IQ au format séparé par des tabulations.

Les données IQ seront sauvegardées à chaque fois que le seuil est dépassé et un nombre de sauvegardes d’évènements peut être défini en utilisant le champ de paramétrage « Hold Of ».

Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de surveiller en permanence l’écran de l’analyseur de spectre en attendant que le signal d’interférence apparaisse pour être capturé. Si l’utilisateur possède une idée approximative du niveau de puissance du signal, il est alors possible de configurer une valeur de seuil correspondante, de lancer l’application et de simplement la laisser acquérir les signaux et obtenir les résultats, toutes les captures étant stockées dans le dossier de l’application (figure 4).

Conclusion

Comme expliqué dans cet article, la programmation SCPI constitue un outil puissant qui peut améliorer les capacités des analyseurs de spectre portables modernes. Par exemple, la capacité de capture automatique des données IQ, telle que décrit dans le présent article, s’avère extrêmement utile pour répondre aux besoins spécifiques d’une agence de renseignement souhaitant capturer les sources d’interférences apparaissant de façon intermittente dans une zone spécifique.

http://www.anritsu.com/

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