Анализатор спектра Rigol RSA5065N: ключевой инструмент для разработки и производства беспилотных летательных аппаратов

В современном мире беспилотные летательные аппараты продолжают стремительно развиваться и находить всё более широкое применение в самых разных областях. Их используют в военной отрасли, сельском хозяйстве, геодезии, научных исследованиях и многих других сферах. С ростом популярности БПЛА ужесточаются и требования к их качеству, надёжности и функциональности. Особое значение при этом приобретает радиоканал, обеспечивающий управление, телеметрию и передачу данных. Чтобы провести комплексную оценку и оптимизацию такого канала, инженеры всё чаще прибегают к помощи анализаторов спектра, способных работать в широком диапазоне частот и обеспечивать высокую точность измерений.

Среди таких устройств выделяется

анализатор спектра Rigol RSA5065N,

входящий в

серию RSA5000

, который сочетает в себе классический свипирующий анализатор спектра (GPSA), анализатор спектра в реальном масштабе времени (RTSA) и полноценный векторный анализатор (VNA). Широкие функциональные возможности и гибкая конфигурация опций делают его особенно полезным в сфере разработки и производства беспилотников. Прибор внесён в Государственный реестр средств измерений под номером 88167-23.

Почему анализ радиоканала так важен для беспилотных летательных аппаратов.

Ключевое преимущество беспилотного аппарата – способность передавать и принимать сигналы на значительных расстояниях, сохраняя при этом точность управления и стабильную связь с наземной станцией. Если радиотракт настроен некачественно, возникает риск потери управления, искажённой передачи данных или появления сторонних помех. Именно поэтому компании, занимающиеся проектированием и серийным выпуском дронов, уделяют особое внимание средствам тестирования радиочастотных параметров. Анализатор спектра Rigol RSA5065N покрывает частотный диапазон от 9 кГц до 6,5 ГГц. Такой диапазон охватывает все основные радиочастоты, задействованные в беспилотных системах: GPS, ГЛОНАСС, Wi-Fi, телеметрические каналы и другие специализированные диапазоны связи. При этом технология UltraReal позволяет анализировать спектр не только в классическом режиме свипирования, но и в реальном времени с полосой обзора до 40 МГц, фиксируя кратковременные события продолжительностью вплоть до 7,45 микросекунд. Для разработчиков БПЛА это означает, что даже мимолётные возмущения и «просадки» сигнала не останутся незамеченными. Основные режимы работы и ключевые технические характеристики. Прибор RSA5065N сочетает в себе несколько режимов измерений, что даёт инженерам универсальный инструмент для исследования радиосистем дрона на любом этапе разработки.

В режиме GPSA (General Purpose Spectrum Analysis) анализатор работает как классический свипирующий прибор с полосой обзора от 10 Гц

до максимальной частоты, а также с возможностью установки нулевой полосы обзора для анализа сигналов во временной области. Погрешность опорного генератора не превышает 1 ppm, а при использовании опции OCXO-C08 снижается до 0,1 ppm. В этом режиме достигается фазовый шум порядка -115 дБн/Гц на отстройке 1 МГц для центральной частоты 500 МГц, что свидетельствует о высокой чистоте сигнала.

Для задач, связанных с обнаружением кратковременных помех, используется RTSA (Real-Time Spectrum Analysis)

, где полоса анализа 25 МГц идёт в комплекте по умолчанию, а расширение до 40 МГц доступно в виде опции RSA5000-B40. Здесь прибор способен обрабатыватьдо 146484 FFT в секунду и демонстрировать захват сигнала с длительностью всего 7,45 мкс. Именно такая функциональность облегчает«ловлю» редких и коротких помех, которые могут серьёзно влиять на работу радиооборудования в беспилотнике.

Наконец,

анализатор поддерживает режим VNA (Vector Network Analysis),

который позволяет проводить измерения коэффициентов отражения (S11) и передачи (S21), а также находить место неоднородности кабеля или других участков тракта (функция DTF). Частотный диапазон при этом может начинаться от 100 кГц, а в качестве выходного сигнала выступает встроенный следящий генератор TG с диапазоном 100 кГц – 6,5 ГГц. Наличие функции VNA особенно важно при оптимизации антенны БПЛА: от точной настройки антенны напрямую зависят дальность и надёжность радиолинка.

При эксплуатации во всех этих режимах доступна установка фильтров, калибровка измерительного тракта (включая калибровочные комплекты CK106A или CK106E) и расширенные настройки RBW (от 1 Гц до 10 МГц).

EMI-тесты и предварительная сертификация.

При производстве беспилотников важно не только убедиться в надёжной работе радиоканала, но и проверить, не превышаются ли нормы по электромагнитным помехам (EMC/EMI). В комплект к анализатору RSA5065N доступно специальное программное приложение для измерения электромагнитных помех – RSA5000-EMI.

Это решение позволяет быстро провести предварительные тесты на соответствие требованиям по радиочастотным излучениям без обращения в сторонние сертификационные центры. Встроенные фильтры, квазипиковые детекторы и настраиваемые полосы разрешения помогают проверить соответствие отечественным и международным стандартам, при этом экономя время и средства компании.

Дополнительные опции и аксессуары, полезные для БПЛА.

Разработчики дронов часто сталкиваются с нестандартными задачами, требующими либо более высокой чувствительности, либо расширенного функционала. Для этих целей серия RSA5000 предусматривает широкий спектр опциональных дополнений. Опция предусилителя RSA5000-PA позволяет снизить уровень собственного шума прибора до -163…-165 дБм/Гц и исследовать сверхслабые сигналы, что бывает необходимо при тестировании маломощных передатчиков или приёмников в дронах. Опция RSA5000-B40 расширяет полосу анализа в реальном времени до 40 МГц. При таком обновлении становится проще обнаружить внезапные выбросы и нестабильности в широком диапазоне частот, что может быть актуально при использовании сразу нескольких видов связи на борту БПЛА. Для более точных измерений и долговременной стабилизации частоты опция OCXO-C08 повышает стабильность опорного генератора до 0,1 ppm и уменьшает ежегодное старение до 0,03 ppm. В условиях серийного производства дронов это позволяет сохранять высокую достоверность измерений без частых перекалибровок. К прибору можно приобрести наборы адаптеров, аттенюаторов и калибровочных комплектов (CK106A для диапазона до 6,5 ГГц), а также мосты КСВН (VB1032, VB1080) для более удобного подключения антенн и кабелей. Наборы зондов ближнего поля NFP-3 облегчают поиск локальных источников излучения в конструкции беспилотника.

Удобство эксплуатации и удалённое управление.

Rigol RSA5065N оснащён 10,1-дюймовым сенсорным дисплеем с разрешением 1024× 600 точек. Благодаря мультитач-функционалу и продуманному меню операторам не нужно тратить много времени на поиск нужных настроек. Прибор поддерживает HDMI-выход для подключения внешнего монитора, что бывает незаменимо во время групповых обсуждений результатов измерений.

Для удалённого управления инженеры могут использовать веб-интерфейс, просто подключ

ившись к прибору по сети (LAN) и введя IP-адрес анализатора. Таким образом, команды, настройки и вывод данных доступны из любой точки лаборатории или даже вне её. Интерфейсы USB позволяют сохранять результаты на флеш-накопителе, а при желании легко подключить прибор к внешнему ПК или автоматизированной измерительной установке.
Высокая надёжность и точность радиоканала – одна из главных составляющих успеха современных беспилотных летательных аппаратов. Для многих компаний, занятых в сфере БПЛА, RSA5065N становится единым многофункциональным решением, способным заменить целый ряд более узкоспециализированных приборов. Он помогает быстро выявлять и устранять проблемы в радиомодулях, тестировать антенны и снижать уровень электромагнитных помех. В итоге производители дронов экономят время, ресурсы и выводят на рынок изделия, отвечающие растущим запросам отрасли.

Широкий спектр опций, дополнительных аксессуаров и программных приложений даёт возможность гибкой настройки анализатора под конкретные задачи. Организации, использующие Rigol RSA5065N, получают конкурентное преимущество на рынке беспилотных технологий, поскольку могут обеспечивать надёжную связь и высокое качество сигнала, особенно важные для безопасной и эффективной работы БПЛА.