جهاز استقبال القياس

الموسوعة الحرة

في مجال الاتصالات ، يُعد جهاز الاستقبال القياسي جهاز استقبال لاسلكي مُعايرًا عالي الدقة، مصممًا لقياس خصائص الإشارات اللاسلكية. ويمكن ضبط معايير هذه الأجهزة (تردد الضبط، وعرض نطاق الاستقبال، والكسب) ضمن نطاق أوسع بكثير من القيم مقارنةً بأجهزة الاستقبال اللاسلكية الأخرى. وقد صُممت دوائرها الإلكترونية لتحقيق الاستقرار، مما يُتيح معايرة الجهاز والحصول على نتائج قابلة للتكرار. كما تتميز بعض أجهزة الاستقبال القياسية بدوائر إدخال فائقة المتانة، قادرة على تحمل نبضات قصيرة تزيد عن 1000 فولت، والتي قد تحدث أثناء قياس الإشارات اللاسلكية على خطوط الطاقة وغيرها من الموصلات.

التطبيقات

تُستخدم أجهزة الاستقبال القياسية مع هوائيات معايرة من أجل:

  • تحديد قوة الإشارة ومدى توافق إشارات البث مع المعايير؛
  • التحقيق في التداخلات الراديوية وتحديد كميتها، و
  • تحديد مدى توافق الجهاز مع معايير ولوائح التداخل الكهرومغناطيسي ومعايير TEMPEST .

تُستخدم أجهزة الاستقبال القياسية أيضًا بدون هوائيات لمعايرة مخففات الترددات اللاسلكية ومولدات الإشارة .

تُستخدم أجهزة الاستقبال القياسية على نطاق واسع في بيئات مختبرات القياس والمعايرة، ومراقبة الطيف، ومرافق التوافق الكهرومغناطيسي.

الأنواع

يمكن تمييز عدة أنواع من أجهزة استقبال القياس تبعاً لمجال التطبيق المقصود:

  • تهدف أجهزة تحليل الطيف إلى عرض طيف السعة لإشارة الراديو بشكل بياني على مقياس لوغاريتمي.
  • تهدف أجهزة تحليل التضمين إلى قياس مستوى طاقة الإشارة بدقة، وكذلك درجة التضمين (مثل عمق AM ، وانحرافات FM/PM)، وتشوهات التضمين.
  • صُممت أجهزة استقبال التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) لتتوافق مع متطلبات المعدات التفصيلية لمعايير قياس التداخل اللاسلكي، مثل المواصفة المدنية CISPR  16-1-1 أو المواصفة العسكرية MIL-STD 461. تتميز هذه الأجهزة بنطاقات تردد وسيط محددة (عادةً 200  هرتز، 9  كيلوهرتز، 120  كيلوهرتز، 1  ميجاهرتز) وأنماط كشف قياسية (الذروة، شبه الذروة، المتوسط، الجذر التربيعي المتوسط، CISPR-AV وCISPR-RMS، RMS-المتوسط). وقد استُخدمت تقنية الانتقاء المسبق لتحسين النطاق الديناميكي. تمتلك شركة Rohde & Schwarz براءة الاختراع الألمانية DE10126830B4 لكاشف RMS-المتوسط، والتي تصف تطبيقًا يسمح بتلبية متطلبات CISPR 16-1-1. أما شركة Gauss Instruments، فتُصنّع أجهزة استقبال EMI تجمع بين التقنية الحديثة لأنظمة قياس EMI في المجال الزمني وأجهزة استقبال EMI التقليدية.
  • تقوم أنظمة قياس التداخل الكهرومغناطيسي في المجال الزمني وأجهزة استقبال التداخل الكهرومغناطيسي في الوقت الحقيقي بأخذ عينات من نطاق التردد الأساسي ومحاكاة جميع نطاقات التردد المتوسط ​​وأجهزة الكشف رقميًا. ويتم ذلك عادةً باستخدام تحويل فورييه السريع قصير المدى (STFFT). تحاكي هذه الأنظمة آلافًا من أجهزة استقبال التداخل الكهرومغناطيسي رقميًا بالتوازي. وتُسرّع الأجهزة الأكثر تطورًا عملية القياس بمقدار 4000 ضعف. ويمكن إجراء القياسات وفقًا لمعايير CISPR 16-1-1 وMIL-STD 461 و DO-160 . وتتمثل فوائدها في قياسات سريعة للغاية للامتثال الكامل. تُجرى القياسات بنطاقات تردد متوسط ​​محددة وفقًا لمعايير CISPR أو MIL-STD 461F بالإضافة إلى DO-160 وأنماط الكشف (الذروة، وشبه الذروة، والمتوسط، والجذر التربيعي المتوسط، وCISPR-AV، وCISPR-RMS، وRMS-المتوسط). وتستخدم هذه الأنظمة تقنية الانتقاء المسبق لتحسين النطاق الديناميكي. توفر شركة Gauss Instruments أجهزة استقبال EMI متوافقة تمامًا مع معايير السلامة، بعرض نطاق تحليل فوري يبلغ 645  ميجاهرتز، مزودة بكاشفين متوازيين من نوع CISPR. كما تتوفر خاصية المسح الفوري عبر نطاق ترددي يصل إلى عدة جيجاهرتز في بعض المنتجات المختارة.
  • صُممت أجهزة استقبال TEMPEST لتتوافق مع متطلبات معايير القياس الخاصة بالإشعاعات المخترقة مثل SDIP-27 أو NSTISSAM TEMPEST/1-92. على سبيل المثال، يمتد نطاق ترددها إلى الترددات الصوتية (عادةً 100  هرتز)، ويمكن ضبط عرض نطاقها الترددي على 1-2-5 خطوات من بضعة هرتز إلى أكثر من 100  ميجاهرتز، وتهدف حساسيتها ومعامل الضوضاء فيها إلى أن تكون قريبة من الحد الأدنى الممكن تقنيًا.

تتضمن بعض أجهزة الاستقبال القياسية (مثل N5531S وMXE من Agilent أو FSMR وESU من Rohde & Schwarz ) أيضًا محلل إشارة ومقياس طاقة ووحدة استشعار للسماح باستخدام الأجهزة معًا أو بشكل فردي لمهام القياس العامة.

تُظهر أنظمة قياس التداخل الكهرومغناطيسي في المجال الزمني ميزات إضافية مثل وضع مخطط الطيف الموزون، ووضع راسم الذبذبات، بالإضافة إلى قياس الاضطراب غير المستمر وفقًا لمعيار CISPR 14-1.

متطلبات اختبار الامتثال

يجب أن تستوفي أجهزة الاستقبال المستخدمة في اختبارات المطابقة معيار التوافق الكهرومغناطيسي الأساسي CISPR 16-1-1. يحدد هذا المعيار متطلبات الإشارة إلى إشارات الموجة المستمرة والنبضات. يُطلق على نطاق السعة الذي تُلبى فيه هذه المتطلبات اسم نطاق إشارة CISPR. ضمن هذا النطاق، يمكن استخدام جهاز الاستقبال لاختبارات المطابقة. عادةً، يبدأ نطاق إشارة CISPR لأجهزة استقبال التوافق الكهرومغناطيسي من حوالي 6  ديسيبل فوق مستوى الضوضاء. يُظهر اختبار الخطية عادةً أداء الإشارات الجيبية والنبضات ذات النطاق العريض. يُجرى هذا الاختبار على نطاق السعة بدءًا من مستويات نموذجية تبلغ 10 ديسيبل ميكروفولت. حتى وإن وُصفت أجهزة استقبال التوافق الكهرومغناطيسي بأنها مطابقة تمامًا، فإن نطاق إشارة CISPR لبعضها يبدأ من مستويات أعلى، مثل 40 ديسيبل ميكروفولت. عادةً، يُعرض مستوى واحد فقط، مثل 60 ديسيبل ميكروفولت، لهذه الأجهزة. لا يمكن إثبات مطابقة CISPR عند مستويات أقل.

انظر أيضاً

مراجع