精準捕捉關鍵瞬間：活用示波器觸發功能，深度解析雷達訊號
- Sonya Chan
- 9月21日
- 讀畢需時 4 分鐘
示波器現已廣泛應用於分析脈衝訊號，例如：航太國防與車用領域的雷達訊號，其寬廣的分析頻寬與多樣化的觸發能力，正好能滿足這些應用對於更高頻寬與精準訊號偵測的需求，而 R&S®VSE 向量訊號分析軟體作為一款功能強大的工具，不僅可對各式訊號進行全面分析，更完整支援 Rohde & Schwarz 示波器的進階觸發系統，透過調整觸發設定，工程師能夠分離出特定的脈衝與脈衝序列，並使用 R&S®VSE 向量訊號分析軟體執行完整的脈衝分析。
您的任務
現今先進的車用雷達模組採用調頻連續波（FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave）訊號或啁啾序列（Chirp Sequences），在分析這些訊號時，必須先擷取完整的啁啾序列，才能接著分析其中的個別啁啾訊號；由於 FMCW 訊號的關閉時間（off-times）通常遠長於啁啾序列的持續時間，因此，精準偵測啁啾序列的起始點變得至關重要，這能將分析範圍限定在感興趣的訊號區段，同時提升分析速度，本應用說明將展示如何設定 R&S®VSE 軟體，以充分利用 Rohde & Schwarz 示波器的觸發功能，對真實車用雷達訊號的啁啾序列起始點進行精確觸發。
Rohde & Schwarz 解決方案
R&S®VSE 向量訊號分析軟體完整支援所有 Rohde & Schwarz 示波器系列，使用者可利用示波器進階的觸發系統，設定最合適的觸發類型，確保能準確偵測到目標訊號，若要在 R&S®VSE 軟體中啟用示波器觸發支援，請在當前量測通道中開啟觸發設定，路徑為 Input & Output ►Trigger，並將觸發來源變更為 手動（Manual）（請見圖 1）。
在 R&S®VSE 軟體中將觸發模式切換至手動（Manual）後，使用者還可以透過示波器內建的工具來調整觸發設定，進一步分離出待分析的脈衝，只需按下示波器主畫面上的 Local 按鈕，即可存取示波器的使用者介面，並進行所需的變更（請見圖 2）。
舉例來說，操作人員可直接選用最合適的觸發類型（例如邊緣、寬度、視窗觸發），或設定示波器獨有的更複雜觸發條件（例如 A-B-R 觸發），當使用 R&S®VSE 進行新的訊號擷取時，軟體會自動採用使用者新設定的觸發參數。
應用
此範例將透過一個真實的車用雷達訊號，展示此軟體的功能，圖 3 顯示了本次的量測架構，該車用雷達訊號的頻寬為 3.9 GHz，由一個運作於 77 GHz 至 81 GHz 頻段的雷達收發器產生，適用於短距離雷達（SRR, Short-Range Radar）應用，每個啁啾序列包含 32 個啁啾訊號，此訊號透過空中傳輸，並由 R&S®FS-Z90 諧波混頻器進行降頻轉換，將其降至示波器可分析頻寬內的中頻範圍。
量測設定
分析此訊號的第一步，是選擇合適的觸發設定，以便使用 R&S®VSE 軟體搭配 R&S®VSE-K60 瞬態分析選項來分析整個啁啾序列，由於我們假設啁啾序列與關閉時間（off-time）的長度未知，需要先行量測，因此，我們刻意對擷取的訊號進行欠サンプリング，確保能至少擷取到兩個完整的啁啾序列，從而估算出它們之間的關閉時間，如圖 4 所示，量測到的關閉時間數值約為 73 ms，而每個啁啾序列的持續時間約為 26 ms。
將寬度觸發設定為負極性，其觸發範圍與量測到的關閉時間相同，這是一個能夠簡易觸發在序列中第一個啁啾訊號起始點的方法。
請依照以下步驟設定觸發：
啟動 R&S®VSE 並開啟一個新的瞬態分析量測通道。
設定合適的中心頻率（此範例中，降頻後為 3 GHz）。
設定所需的分析頻寬（此範例中為 4 GHz）。
設定足以擷取完整啁啾序列的量測時間（此範例中為 30 ms）。
在 R&S®VSE 中將觸發模式設定為手動（Manual）。
按下示波器螢幕上的 Local 按鈕以取得儀器控制權，開啟觸發設定並依照圖 5 所示進行配置。
返回 R&S®VSE 並開始擷取訊號。
如圖 6 所示，脈衝序列已被正確擷取，所有 32 個啁啾訊號均被成功偵測，其特性參數也匯總於啁啾結果表中，此外，使用者還可以透過在摘要表中選取特定的啁啾訊號，來聚焦於單一脈衝並開啟更詳細的量測項目。
