Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Spektrumanalyse</strong><br />
Aufbau und Bedienelemente eines Spektrumanalysators<br />
3 AUFBAU UND BEDIENELEMENTE EINES<br />
SPEKTRUMANALYSATORS<br />
Abhängig von <strong>der</strong> durchzuführenden Messung werden verschiedene Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
hinsichtlich <strong>der</strong> maximalen Eingangsfrequenz an den Spektrumanalysator<br />
gestellt. Der Eingangsfrequenzbereich läßt sich angesichts<br />
<strong>der</strong> verschiedenen Realisierungsmöglichkeiten von Spektrumanalysatoren<br />
in folgende Bereiche glie<strong>der</strong>n:<br />
– NF-Bereich bis ca. 1 MHz<br />
– HF-Bereich bis ca. 3 GHz<br />
– Mikrowellenbereich bis ca. 40 GHz<br />
– Millimeterwellenbereich über 40 GHz<br />
Bild 2-8 Sinussignal wie in Bild 2-7, jedoch im Frequenzbereich mit einem<br />
Spektrumanalysator betrachtet<br />
Der NF-Bereich bis ca. 1 MHz umfaßt die nie<strong>der</strong>frequente Elektronik sowie<br />
Akustik und Mechanik. Im HF-Bereich finden sich vorwiegend Anwendungen<br />
<strong>der</strong> drahtlosen Nachrichtenübertragung wie z.B. mobile Kommunikation<br />
und Hör- und Fernseh-Rundfunk, während für breitbandige Anwendungen,<br />
wie z.B. digitaler Richtfunk, zunehmend Frequenzbän<strong>der</strong> im<br />
Mikrowellen- o<strong>der</strong> Millimeterwellenbereich genutzt werden.<br />
Je nach Frequenzbereich sind verschiedene Analysatorkonzepte realisierbar.<br />
Auf die beiden wichtigsten wird nachfolgend im Detail eingegangen.<br />
3.1 Fourier-Analysator (FFT-Analysator)<br />
Wie im Abschnitt 2 gezeigt, ist das Spektrum eines Signals bereits eindeutig<br />
durch dessen Zeitverlauf festgelegt. Zeit- und Frequenzbereich sind dabei<br />
durch die Fourier-Transformation miteinan<strong>der</strong> verknüpft. Mit Gl. 2-2 läßt<br />
sich daher aus einem im Zeitbereich erfaßten Signal dessen Spektrum<br />
berechnen. Zu einer exakten Berechnung wäre allerdings ein unendlich<br />
langer Betrachtungszeitraum erfor<strong>der</strong>lich. Darüber hinaus setzt Gl. 2-2 voraus,<br />
daß die Signalamplitude zu je<strong>der</strong> Zeit bekannt ist. Das Ergebnis dieser<br />
Berechnung wäre ein kontinuierliches Spektrum, d.h. die Frequenzauflösung<br />
wäre unbegrenzt hoch.<br />
Es ist offensichtlich, daß eine solche exakte Berechnung praktisch nicht<br />
möglich ist. Dennoch kann das Spektrum unter bestimmten Voraussetzungen<br />
mit ausreichen<strong>der</strong> Genauigkeit ermittelt werden.<br />
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