KC901M型10GHz手持矢量网络分析仪/射频多用表

KC901M是KC901x家族的一员,支持较高的频率范围,主体功能是单端口矢量网络分析仪(VNA,S11),同时支持矢量的传输测试(S21标量和矢量)、简易频谱仪、场强仪、射频信号源、音频信号源等功能。KC901M功能强大和实用,准确度良好,并且包括支持4小时连续工作的电池在内,体积仅1立方分米、重量仅1公斤,携带方便操作简单。

◆主要特点*
9KHz-9.8GHz频率范围
1Hz频率步进
全数字中频
可靠的准确度和稳定性
强抗干扰能力
丰富的功能和轻便的设计

◆主要功能
传输测试(幅度:调试滤波器,放大器,检验天线方向性,相位:提供基本的相位变化趋势)
反射测试(矢量:调试阻抗匹配,检查天馈系统)
频谱显示和场强观测**(检验电台发射性能,查找干扰源)
音频信号源
射频信号源(载波)

◆推荐应用
尤其适用于:
天线驻波、阻抗、回损、故障定位;
测试载波信号的频谱、场强,包括查找干扰源
初步调试FM/AM接收机的灵敏度
测试屏蔽室的隔离度
……

◆适合领域:
微波通信
雷达天线维护
微波科学研究
无线物联网工程
专业通信
保密、安全
教育
无人机、遥控遥测及拒止
卫星地球站、射电天文
核磁共振设备的安装维护
二次开发(接口协议公开)
……
(适用领域仅供参考,根据具体场景的不同,请向客服咨询)

◆以下场景可能不适用:
频谱和场强功能不适用于测量脉冲和宽带信号(如雷达、WIFI、蓝牙)、跳频信号。某些情况下可定性观测,经验丰富的工程师依然可以完成测试,但我们无法保证每个用户都能完成。
任何测试都不应在109-110MHz范围内存在强干扰信号,某些广播发射台存在109MHz杂散,如果在发射台附近测量天线,会影响仪器准确度。

* 以公布的技术参数为准,** 非正式功能,KC901是网络分析仪,其它功能是网络分析仪架构下派生的实用工具,仅供参考。

KC901x家族的仪器,除KC901Q外,原理基本一致,不同型号的频率范围不同。KC901M是采用等臂惠斯登电桥原理的最高型号,能够同时覆盖低达9kHz和高达9.8GHz的频率范围,具有等臂惠斯登电桥的一切优点。KC901x的原理框图如下:

不同型号的KC901,技术参数略有不同(即使只考察相同频段),KC901M的技术参数如下:

项目 测试条件 参数 备注
最低 典型 最高
频率范围 有效的 9KHz 9.8GHz
SPEC模式可设定的 0 9.8GHz
扫描范围 SPAN 1KHz 9.8GHz
扫描点数 450pt 3150pt 本机操作
频率分辨力 所有扫描类功能 1Hz 频谱仪等
所有单频点功能 0.1Hz 信号源等
电平分辨力 0.01dB
相位分辨力 0.01°
 

 

扫描速度

RBW=30KHz,每点 1.2ms
RBW=10KHz,每点 1.5ms
RBW=3KHz,每点 2ms
RBW=1KHz,每点 4ms
RBW=30K,450pt每屏 0.5s
输出电平

(频率扫描)

1MHz-7.5GHz -13dBm -3dBm 3dBm 端口1
1MHz-7.5GHz -3dBm 6dBm 10dBm 端口2
7.5GHz-9.8GHz -16dBm -0dBm 端口1
7.5GHz-9.8GHz -10dBm 10dBm 端口2
最大输出电平 1MHz-7.5GHz信号源 -6dBm 10dBm 12dBm 端口2
输出衰减 射频信号源 (注4) 0dB 25dB 端口2
0dB 55dB 端口1
灵敏度

(噪底)

1MHz-5GHz -107dBm 端口1

RBW=1KHz

5GHz-9.8GHz -94dBm
传输测量的可用动态范围 1MHz-1.5GHz 80dB 等效于收发通道隔离度
1.5GHz-4GHz 60dB
4GHz-9.5GHz 40dB
传输测量的幅度不确定度 直通校准后,插损L<60dB时 0.5+0.05L 注2
插损的调零漂移 补偿的已有插损L<30dB时 0.05dB
电桥的绝对定向性 9kHz—1MHz 18dB 90%区间可信
1MHz—9GHz 20dB
电桥的相对定向性 50kHz—3GHz 45dB 校准后,90%区间可信
3GHz—6GHz 35dB
6GHz—9.8GHz 30dB
回损的不确定度 直通校准后,3dB<RL<25dB时 1.5+0.1RL
相位的不确定度 9kHz—100kHz 反射系数ρ>0.25时
100kHz—1GHz
1GHz—3.55GHz
3.55GHz—9.8GHz 10°
项目 测试条件 参数 备注
最低 典型 最高
端口的

VSWR

端口2,1MHz-6GHz 1.5 动态值
端口1,1MHz-6GHz 2.0
本振泄漏 端口1 -60dBm -10dBm
中频馈通抑制度 <5.8GHz 10dB
≥5.8GHz 30dB
第一中频镜像抑制 0dB
第二中频镜像抑制 40dB
频谱的绝对电平不确定度 1.5dB 3dB
频率稳定度,每年 0.3ppm 1ppm
 

电源电压

充电接口 11V 32V
交流电源适配器 105V 230V
内置电池 6.5V 8.4V
温度范围 正常使用 0℃ 45℃ 注3
允许使用 -40℃ 65℃
湿度范围 95% 无凝结
损坏电平 所有射频端口DC15V,+20dBm。
外形尺寸 200×114×46mm(长×宽×厚)
质量 主机(含电池) 1.2kg
标准配置时整个包装 2.0kg

注1:除另有说明,指标均在中速模式、分析带宽(RBW)为10KHz、输出衰减为0、温度25℃,并经过用户校准时测得。少数偶然的或者永久性的异常数据段可能超出技术参数表的范围。
注2:端口2串联10dB衰减器改善失配干涉误差。
注3:电池供电时在该范围内取决于电池温度特性。在超出0…45℃范围时,应待设备预热稳定后重新校准。特别是在-40…-20℃范围内时,应经过至少5分钟的预热(且需连续运行)。由于设备本身的发热,其外壳温度可能高于环境温度20℃,在超过45℃的环境中,应避免烫伤。在超过65℃的环境中使用时,必须取下电池,否则电池温度可能超过85℃而引起危险。
注4:音频信号源可再提供60dB数字衰减。

◆保修服务
设备的推荐检定周期为1年,标准保修期1年。
保修期从客户验收之日或发货后第7天起计算。
保修采用快递送修的方式进行,除非另有约定,无现场服务。
本品并非家用电器或生活消费品,用户需具备必要的专业知识。未经本社同意,禁止用于军事、医疗等非常规目的,禁止暴露于腐蚀、盐雾、爆炸性环境中,或用于当地法律法规不允许的用途。
以下不属于免费保修范围:肩带;旋钮;外壳(含显示屏、键盘)的划伤和自然磨损;包装;用户手册。
以下保修期限为6个月:电池、编码器;主机上的连接器;充电器。
人为损坏(含坠落、强信号冲击等)、机械损耗或损坏不属于免费保修范围。不建议用户自行拆卸机壳,如果拆卸内部的模块、电路板,将失去全部保修权利。
选配附件的保修期限以公布为准。
保修的运输费用,客户和本社各自担负发货的运费;外国用户的保修事宜,请通过科创国际局办理,本社不直接接待海外返修。特殊情况、EMS无法寄递的偏远地方另议。保修的时间因情况不同而异,一般在签收设备后十个工作日发出。

◆生产状态
KC901M已经量产并供货,提供完善支持。

KC901C+、KC901S+网络分析仪相关文档

 

本页包括KC901C+、KC901S+网络分析仪的用户手册和编程手册等文档,如有修订将及时更新。

A、KC901C+

1、用户手册中文版

901CpManual_cn

2、User Manual of Network Analyzer KC901C+

KC901C+ is a multipurpose RF instrument integrating a VNA (vector network analyzer), spectrum analyzer, field strength meter, and an extra low-frequency signal source. It can do complete single port vector measurement and 2-ports simple vector network analyzing.

KC901Cp_EN(Bate 1th Edition, 2017)

3、编程手册中文版

用户可以用命令行方式直接操作KC901C+,也可以另外编写应用软件,使之采用本手册规定的指令与仪器通信。

901CpProgram_cn

B、KC901S+

1、用户手册中文版

KC901SpUserManual_cn

2、User Manual of Network Analyzer KC901S+

KC901Sp_en(Bate 1th Edition, 2017)

3、编程手册中文版

KC901SpProgram_cn

50MHz

KC901C+射频多用表/单端口矢量网络分析仪

KC901C+是KC901C的升级产品。作为一款通用射频多用表,主体功能依然是单端口矢量网络分析仪(VNA,S11),并支持简单的矢量传输、频谱、场强、射频信号源、音频信号源等功能。

◆主要特点*
9KHz-2GHz频率范围
1Hz频率步进
全数字中频
可靠的准确度和稳定性
强抗干扰能力
丰富的功能和轻便的设计

◆主要功能
传输测试(标量:调试滤波器,放大器,检验天线方向性,矢量:基本的相位变化趋势)
反射测试(矢量:调试阻抗匹配,检查天馈系统质量)
频谱显示和场强观测**(检验电台发射性能,查找干扰源)
单独输出某个频率点的信号

◆推荐应用
KC901C+主要用于检测、调试射频电路和天馈线系统。在大多数频段,也可进行场强测量、干扰查找等工作。
这款仪器轻便而功能强大,能够把以前通过庞大的实验室仪器才能完成的测量工作轻松的转移到现场进行。901C+是电子工程师值得拥有的测试工具,也可作为专业通信工程、广播电视发射台技术人员的常备设备。
* 以公布的技术参数为准,** 非正式功能

KC901C_Plus_Left

◆901C+与901C有什么不同
901C+是901S的升级产品。
901C+采用全数字中频技术。901C+的迹线噪音比901C有显著改善。
901C+改进了电桥结构,其非线性效应比901C小,使阻抗测试的准确度有一定提高。
901C+能够支持低达9KHz的S11测量,且此时的定向性依然良好。
901C+的频谱功能与S11功能共用一个端口,传输测试时的端口使用方式与901C相反。
901C+的S21功能也是矢量的,相位的引入能够提供更直观的趋势判断。
901C+的频率范围是9KHz——2GHz。
901C+的分析带宽(RBW)有四种选择,分别是1KHz、3KHz、10KHz、30KHz,频谱功能比901C强。

◆技术指标(仅供参考)

项目

测试条件

参数

备注

最低

典型

最高

频率范围 有效的

9KHz

 

2GHz

 
SPEC模式可设定的

0

 

2GHz

 
扫描范围 SPAN

1KHz

 

2GHz

 
扫描点数  

450pt

 

3150pt

本机操作
频率分辨力 所有扫描类功能

1Hz

 
低频信号源

0.1Hz

 
电平分辨力

0.01dB

 
相位分辨力

0.01°

 
 

 

扫描速度

RBW=30KHz,每点

1.3ms

 
RBW=10KHz,每点

1.5ms

 
RBW=3KHz,每点

2.4ms

 
RBW=1KHz,每点

4ms

 
RBW=30K,450pt每屏

0.6s

 
输出电平

S11/21

1MHz-2GHz -20dBm -6dBm 0dBm 端口1
1MHz-2GHz -6dBm 3dBm 10dBm 端口2
         
最大输出电平 1MHz-2GHz信号源 0dBm 10dBm 13dBm 端口2
输出衰减 射频信号源 (注4) 0dB   25dB 端口2
0dB   55dB 端口1
灵敏度 1MHz-2GHz -107dBm     端口1

RBW=1KHz

       
传输测量的可用动态范围 1MHz-1GHz   80dB   等效于收发通道隔离度
1GHz-2GHz   60dB  
       
传输测量的幅度不确定度 直通校准后,插损L<60dB时   0.5+0.05L   注2
插损的调零漂移 补偿的已有插损L<30dB时   0.1dB   经5min预热
电桥的绝对定向性 9kHz—1MHz   18dB   90%区间可信
1MHz—2GHz   20dB  
电桥的相对定向性 9kHz—1MHz   35dB   校准后,90%区间可信
1MHz—2GHz   45dB  
       
回损的不确定度 直通校准后,3dB<RL<25dB时   1.5+0.2RL    
相位的不确定度 9kHz—100kHz     反射系数ρ>0.25时
100kHz—1GHz    
1GHz—2GHz    
       

项目

测试条件

参数

备注

最低

典型

最高

端口的

VSWR

端口2,1MHz-2GHz

1.5

动态值
端口1,1MHz-2GHz

2.0

本振泄漏 端口1

-60dBm

-10dBm

 
中频馈通抑制度

30dB

 
第一中频镜像抑制

0dB

 
第二中频镜像抑制

40dB

 
频率稳定度,每年

0.3ppm

1ppm

 
 

电源电压

充电接口

11V

 

32V

 
交流电源适配器

105V

 

230V

 
内置电池

6.5V

 

8.4V

 
温度范围 正常使用

0℃

 

45℃

注3
允许使用

-40℃

 

65℃

湿度范围  

 

95%

无凝结
损坏电平

所有射频端口DC15V,+20dBm。

 
外形尺寸

200×114×46mm(长×宽×厚)

 
质量 主机(含电池)

  1.2kg  
标准配置时整个包装

2.0kg

 

注1:除另有说明,指标均在中速模式、分析带宽(RBW)为10KHz、输出衰减为0、温度25℃,并经过用户校准时测得。少数偶然的或者永久性的异常数据段可能超出技术参数表的范围。
注2:端口2串联10dB衰减器改善失配干涉误差。
注3:电池供电时在该范围内取决于电池温度特性。在超出0…45℃范围时,应待设备预热稳定后重新校准。特别是在-40…-20℃范围内时,应经过至少5分钟的预热(且需连续运行)。由于设备本身的发热,其外壳温度可能高于环境温度20℃,在超过45℃的环境中,应避免烫伤。在超过65℃的环境中使用时,必须取下电池,否则电池温度可能超过85℃而引起危险。
注4:音频信号源可再提供60dB数字衰减。

◆产品生产状态

量产、提供技术支持(2017年10月10日)。

KC-R20 印刷型近场探头

KC R20近场探头组包含尺寸由大到小的3个无源磁场探头和一个电场探针。探头在30MHz到3GHz内有较平坦的频率响应,用于在研发阶段进行EMI等的辅助测量。

磁场探头在低频段也具有敏感性,三个探头的探测直径分别为20mm、10mm、5mm,直径大的探头灵敏度高,但是位置分辨率低,相对应的小直径的探头灵敏度低,但是位置分辨率高。

使用时,通常先使用大尺寸的探头确认干扰源大致所在的区域,再切换小直径的探头缩小查找范围,逐步辨识电子模块中的干扰磁场源。

1

频响

2

3

生产状态

量产。

KC951021 RF Demo Kit 网络分析演示套件

KC951021 RF Demo Kit 是一个专为射频网络分析学习者设计的演示套件,它包含了16种射频电路,其中单端口网络11种,双端口网络5同时还集成了电长度为1mmUFL/IPX接头开路、短路、负载校准器,以便在演示前或测量其它ULF/IPX接口的PCB天线前进行网分校准。

KC951021 集成有一个多段天线,可用作信号接收和发射。

1

 

除天线外,演示套件的设计频率范围是DC-1.5GHz,使用一般的网络分析仪即能达到演示效果。

多段天线频率范围(VSWR < 2):

 560MHz      600MHz

1430MHz   –  1700MHz

 2450MHz   –  2670MHz

 3200MHz   –  3670MHz

 4100MHz   –  4500MHz

 5100MHz   –  5970MHz

LOAD校准件回波损耗:

优于 20dB  ( <2.5GHz

优于 10dB  2.5GHz  7GHz

在网络分析仪上设定好测量频率范围,使用UFL电缆连接网络分析仪至Demokit上的校准器进行校准,随后即可进行射频网络测量实验。

包装内含:DemoKit PCB×1;UFL转接线×2

2

 

生产状态:

量产(2016年9月1日)

KCR101C型730Mhz-6.5GHz宽带定向印刷天线

R101C宽带天线是一种印刷型渐变槽线天线。适用于定向无线电信号发射和接收、信号源侦察测向、宽带信号测试等用途。主要供实验室环境使用,连接手柄后也可供移动测向。

天线覆盖了手机通信、UWB定位模块和Wifi等射频单元常用频率。天线的方向性良好,具有较高的增益和较小的体积,天线配套的多功能支架可以方便的将天线固定于桌面或手持移动使用。天线后端设有安装孔位,除了独立使用外,可将天线固定在抛物面反射体焦点位置作为抛物面天线的馈源。

R101C性能稳定,产品一致性高,是射频工作者必不可少的实验工具。

2

基本参数及其解释

频率范围:730MHz-6.5GHz

R101C天线在整个频率范围内具有较好的发射、接收性能,驻波比小于2.0,有良好的增益,当超出使用频率范围时,天线增益、回波损耗快速降低,适当降低使用要求,驻波比小于2.5的情况下可使用至700MHz-7GHz。

极化方式:线极化

R101C天线是一种线极化天线,垂直安放时为垂直极化,水平安放时为水平极化。

额定增益:7dBi

R101C天线增益随着频率升高而缓慢升高,在800MHz左右约为5dBi,在2.4GHz处约为7dBi,在5.8GHz处约为9dBi

回波损耗:10dB

R101C天线输入阻抗50欧,在频率范围内在10dB以下波动,对应驻波比约小于2.0

功率容量:5瓦

当使用R101C天线作为发射天线时,我们建议射频输入功率不要大于5W。短时使用可超过50W而不引起天线损坏。

方向敏感度

R101C在全段内有拥有较好的方向性,且副瓣较小。可用作测向天线使用。垂直安放时,垂直方向上天线方向图较宽,-3dB宽度约为60°;水平方向上方向图较窄,-3dB宽度约为40°。

机械参数

外形尺寸:23*22.5 cm (不含线缆)

接口类型:SMA 外螺纹内针

净    重:400g

工作条件

温度范围:-45℃ ~ 80

湿度范围:0% ~ 95% 允许100%短期,无淋水

防水性能:淋水后需晾干,浸泡后需更换接插件电缆

抗风能力:安全起见,风速大于20m/s(8级风)时禁止使用

安全事项

使用时当心触碰带电导体,慎防触电

避免雷雨时在户外使用,尤其位于高山、旷野时,应迅速到低处躲避,放低天线

登高作业时应采用可靠方式携带,防止坠落

天线有棱角,携带时注意防止划伤

天线接头与馈线不能承重,使用时避免拉拽,可将馈线用扎带固定在天线上的固定孔位里。

天线维护

在实际使用中,为了延长天线使用寿命,请注意以下事项

避免重压、碰撞、剐蹭天线

避免过多弯折电缆

展开天线脚架时,请放置在水平平面,防止倾倒

性能参数

驻波比测量数据:

1

KC901S+射频多用表/单端口矢量网络分析仪

KC901S+是KC901S的升级产品。作为一款通用射频多用表,主体功能依然是单端口矢量网络分析仪(VNA,S11),并支持简单的矢量传输、频谱、场强、射频信号源、音频信号源等功能。

◆主要特点*
9KHz-4.1GHz频率范围
1Hz频率步进
全数字中频
可靠的准确度和稳定性
强抗干扰能力
丰富的功能和轻便的设计

◆主要功能
传输测试(标量:调试滤波器,放大器,检验天线方向性,矢量:基本的相位变化趋势)
反射测试(矢量:调试阻抗匹配,检查天馈系统质量)
频谱显示和场强观测**(检验电台发射性能,查找干扰源)
单独输出某个频率点的信号

◆推荐应用
KC901S+主要用于检测、调试射频电路和天馈线系统。在大多数频段,也可进行场强测量、干扰查找等工作。
这款仪器轻便而功能强大,能够把以前通过庞大的实验室仪器才能完成的测量工作轻松的转移到现场进行。901S+是电子工程师值得拥有的测试工具,也可作为专业通信工程、广播电视发射台技术人员的常备设备。
* 以公布的技术参数为准,** 非正式功能

cemian

◆901S+与901S有什么不同
901S+是901S的升级产品。
901S+采用全数字中频技术。901S+的迹线噪音比901S有显著改善。
901S+改进了电桥结构,其非线性效应比901S小,使阻抗测试的准确度有一定提高。
基于电桥的改进,901S+能够支持低达9KHz的S11测量,且此时的定向性依然良好。
901S+的频谱功能与S11功能共用一个端口,传输测试时的端口使用方式与901S相反。
901S+的S21功能也是矢量的,相位的引入能够提供更直观的趋势判断。
901S+的频率范围是9KHz——4.1GHz。
901S+的分析带宽(RBW)有四种选择,分别是1KHz、3KHz、10KHz、30KHz,频谱功能比901S强。

◆技术指标(仅供参考)

项目

测试条件

参数

备注

最低

典型

最高

频率范围 有效的

9KHz

4GHz

SPEC模式可设定的

0

4.1GHz

扫描范围 SPAN

1KHz

4GHz

扫描点数

450pt

3150pt

本机操作
频率分辨力 所有扫描类功能 1Hz 频谱仪等
音频信号源功能 0.1Hz
电平分辨力 0.01dB
相位分辨力 0.01°
扫描速度 RBW=30KHz,每点 1.2ms
RBW=10KHz,每点 1.5ms
RBW=3KHz,每点 2ms
RBW=1KHz,每点 3ms
RBW=30K,450pt每屏 0.5s
输出电平 1MHz-2GHz -10dBm -3dBm 3dBm 1端口
1MHz-2GHz 0dBm 6dBm 13dBm 2端口
2GHz-4GHz -16dBm 0dBm 1端口
2GHz-4GHz -10dBm 10dBm 2端口
输出衰减 0dB 20dB
灵敏度 1MHz-3GHz -107dBm 1端口RBW=1KHz
3GHz-4GHz -97dBm
传输测量的可用动态范围 1MHz-2GHz 70dB 等效于收发通道隔离度
2GHz-4GHz 50dB
传输测量的幅度不确定度 直通校准后,插损L<60dB时 0.3+0.05L
插损的调零漂移 补偿的已有插损L<30dB时 0.05dB
电桥的绝对定向性 9kHz—1MHz 18dB 90%区间可信
1MHz—4GHz 20dB
S11的相对定向性 9kHz—3GHz 45dB 校准后,90%区间可信
3GHz—4GHz 35dB
回损的不确定度 直通校准后,3dB<RL<25dB时 1.5+0.1RL
相位的不确定度 100kHz—1GHz 反射系数ρ>0.25时
1GHz—3GHz
3GHz—4GHz

 

项目

测试条件

参数

备注

最低

典型

最高

端口的VSWR 端口2,1MHz-4GHz 1.5 静态值
端口1,1MHz-4GHz 2.0
本振泄漏 端口1 -60dBm

-10dBm

中频馈通抑制度 30dB
频率稳定度,每年 0.3ppm  1ppm
电源电压 充电接口

11V

32V

交流电源适配器

105V

230V

内置电池

6.5V

8.4V

温度范围 正常使用

0℃

45℃

注2
允许使用

-40℃

65℃

湿度范围 持续开机状态时 0%

95%

注3
损坏电平

所有端口DC15V,+20dBm

外形尺寸

200×114×46mm(长×宽×厚)

质量 主机(含电池) 1.2kg
标准配置时整个包装 2.0kg

注1:除另有说明,指标均在中速模式、分析带宽(RBW)为10KHz、输出衰减为0、温度25℃,并经过用户校准时测得。少数偶然的或者永久性的异常数据段可能超出技术参数表的范围。
注2:电池供电时在该范围内取决于电池温度特性。在超出0…45℃范围时,应待设备预热稳定后重新校准。特别是在-40…-20℃范围内时,应经过至少5分钟的预热(且需保持运行状态)。由于设备本身的发热,其外壳温度可能高于环境温度20℃,在超过45℃的环境中,应避免烫伤。在接近65℃的环境中使用时,必须取下电池,否则电池温度可能超过85℃而引起危险。
注3:仅限于使用状态。在湿度高于80%的地方长期存储,必须采用防潮措施。

◆产品生产状态
量产、提供技术支持(2017年7月27日)。

KC901V固件升级方法及固件下载

KC901V具备远程升级功能,仅需要将网上下载的ROM包存入TF(micro SD)卡,按本说明操作,即可完成升级,无需其它设置。下面详细介绍操作步骤:

1、适用版本

公开供应的所有版本KC901V均支持固件升级。

最大支持的TF卡容量是32GB。大容量TF卡可能存在兼容性问题,容量较小的卡(4GB以下)几乎不会出现兼容性问题。

2、升级步骤

(1)请在本文末尾 (http://www.measall.com/?p=660),下载最新ROM包。

(2)在下载完成后将RAR格式的ROM包解压缩,确认文件名及后缀为:Rom.bin。将此ROM包拷贝进TF卡根目录。然后将TF卡插入位于KC901V右侧的TF卡插槽中。

(3)关闭KC901V,然后同时按下KC901V最上方软菜单按键的后三个按键(从左往右数的第3.4.5个按键)。

在三个按键同时按下后,短暂的按一下[CS]按键,并保持软菜单右三个按键不松开,直到出现固件升级界面。

(4)若步骤3操作成功,则会出现升级固件界面,并询问是否需要升级。选择YES,等待升级完成。

(5)升级完成后,KC901V会提示完成,按YES键以后,设备自动重启并正常运行。

注意:不要在升级过程中进行拔下SD卡、插入USB等操作。

3、异常处理

在升级不顺利的情况下,KC901V可能会返回错误提示,也可能出现:界面停留、完全黑屏、无法开机、背光亮但无显示等异常现象。不论何种情况,设备都不会发生损坏。在确保步骤2.1、2.2已经完成的情况下,可以从头开始升级。即:按下右上三个按键并保持,然后按下[CS]按键1秒以上,松开[CS]按键后稍等几秒或十几秒钟(此时仍要持续按住右上角的三个按键),直到系统再次进入升级界面。

如果没有提示升级成功即重启或关机,程序可能未完整升级,需重新执行完整的升级步骤,直到出现升级成功的提示。

下面将错误提示一一说明:

(1)、Could not find the SD card,please insert SD card!
说明:此时KC901V并没有找到TF卡,请重新拔插再试。

(2)、SD card file system error!
说明:此时KC901V发现SD卡上的文件系统损坏,请在电脑上用读卡器格式化TF卡(FAT32),并按照步骤重新升级。

(3)、Could not find the update file!
说明:此时KC901V没有找到ROM包,请确保TF卡中已经载入ROM包并已经修改名称为Rom.bin。

(4)、Error occurred while writing data in application memory!
或者:Written Data in flash memory is different from expected one!
说明:此错误通常是校验失败引起,请确保仪器电源正常,升级包完整拷贝,升级包归属型号正确(避免混淆其它仪器的升级包),重启尝试升级。

4、ROM包下载

KC901VRom1-3-4(1.3.4版本,下载包大小1.025Mb,解压后尺寸1.091Mb,2018年8月20日发布)

1.3.4版本相比1.2.3版本,经历了多个中间版本(未发布升级包,但应用在产品中)。相比于1.2.3版本,修复了场强模式的测量错误,HOLD曲线读数错误,射频信号源调制开启逻辑错误等若干缺陷,增加了校准件补偿等功能,调整了上位机控制接口中不合理的参数,优化了复位功能。

KC901V-Rom-1.2.3(1.2.3版本,下载包大小1.013Mb,解压后尺寸1.079Mb,2017年11月9日发布)

1.2.3版本相比1.1.8版本,修复了场强功能除10KHzRBW之外,示数不准的问题;修复了光标最值查找不准确的问题;修复了频率同步功能在特定情况下不同步的问题。增加了远程访问时返回对数结果的功能(修订的编程手册随后发布)。另有与制造流程相关的若干优化。对于1.04版本的硬件,升级该版本固件可提高音频信号源的准确度。

KC901VRom1-1-8 (1.1.8版本,下载包大小1.007Mb,解压后尺寸1.073Mb,2017年6月9日发布)

1.1.8版本修复了插损模式相位显示错误、音频信号源模式在429MHz以上调制异常、时域驻波模式TF卡保存及回读错误、S21模式下电缆衰减补偿的计算错误、S11用户校准跳过负载时的计算错误等BUG,改进了射频信号源在低频段的准确度。该版本针对最新的1.0.6及以上版本硬件,增加了射频信号源的FM调制功能。

kc901VRom1-1-6 (1.1.6版本,下载包大小1.003Mb,解压后尺寸1.069Mb,2017年2月12日发布)

1.1.6版本修订了显示界面上的错误用语,修复了S2P文件保存时产生的数据错位。

1.1.5版本对信号源功能做了优化,解决了1.1.3版本中,信号源输出误差较大的问题,扩展了信号源的输出范围(针对1.2版本的射频组件硬件)。

1.1.5版本没有公开发布,仅提供给内测用户。请直接升级至1.1.6版本。升级后,请使用短的同轴电缆(损耗小于1dB)连接端口1和2,然后,进入FUNC界面,按SHIFT+7进入系统校准界面,执行“音频及射频信号源校准”。校准操作依仪器的提示进行,校准完成后音频及射频信号源在端口2将能达到全频率范围不超过3dB(典型值2dB)的电平不确定度指标,但该项指标不提供保证。端口1能够提供更低幅度的输出(可比端口2再低37dB),但端口1的不确定度大于端口2,如果不需要输出小信号,应使用端口2。

kc901vrom1-1-4(1.1.4版本,下载包大小1.002Mb,解压后大小1.068Mb,2016年12月18日发布)

1.1.4版本修复了1.1.2~1.1.3版本存在的用户校准数据读取错误和文字输入组件错误,后者影响用户名、保存文件名等的输入。

KC901V-Rom1.1.3  (1.1.3版本,下载包大小1.002Mb,解压后大小1.068Mb,2016年12月16日发布)

1.1.3版本的固件修复了1.1.2版本在信号源校准界面,校准未经操作即自动开始的问题。

1.1.3版本是第一个公开发行的固件,推荐所有用户升级。由于对信号源功能的设置原理进行了调整,从0.1.×版本和1.0.x版本升级的用户,升级后需先进行信号源校准,信号源功能才能正常使用。校准的方法是:进入FUNC界面,按SHIFT+7进入系统校准界面,然后找到“射频及音频信号源校准”选项,进入。用质量良好的短跳线连接端口1和端口2,依仪器的提示执行校准。

1.1.2版本(2016-12-15发布)的固件修复了1.1.1版本在开启“频率同步”功能时,在某些特定操作中死机的问题。

1.1.1版本(2016-12-6发布)增加了重新载入基础校准数据的功能(仅适用于射频组件版本新于1.0.5时),并优化了某些菜单的位置。

1.1.0版本(2016-12-2发布)在1.0.x基础上做了数十项改进。

1.0.1版本(2016-9-28发布)在0.x基础上做了大量改进,并发布给所有内测用户。

901v-0

无人机无线电干扰原理概论

无人机无线电干扰原理概论
刘虎 (科创研究院,仪表局)

1、引言

近年来无人机(本文指民用多轴飞行器)正以空前的速度普及,由此引发的关于安全的忧虑日益增多。许多有关部门甚至个人都希望采取一些措施,阻止无人机飞临敏感区域。为了达到这个目的可以采用很多方法,比如训练老鹰飞去抓捕。
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除了这类眼球效应大于实用的方法,最实用、性价比最高的方法莫过于无线电干扰。

目前所有的民用无人机都需要用到无线电技术来实现定位、遥控、图像传输等功能。当然某些特殊用途的无人机可以采用诸如地形匹配、图像识别以及高精度惯性导航的办法来确定自己的位置,并且自主的完成任务,但在民用领域尚未普及。既然无人机必须使用无线电技术,就可以对无线电进行干扰,从而达到使无人机失控或折返的目地。

目前商品无人机必备的主要是GPS定位和遥控这两个部分。如果用于拍摄图像或其它测试用途,还必须有下行的图传和遥测通信。无线电测高和防撞设备也偶有使用。

在攻防态势上,通常无人机的操纵者和需要设防的敏感区域之间有一定距离。无人机从操纵者附近起飞,然后逐渐飞临设防区域。当无人机到达设防区域附近,能够开展有效的侦查或破坏活动时,无人机到设防区域的距离,通常比它到操纵者的距离要近得多。

在上述态势中,操纵者发送的一切上行信号(从地面向无人机发送)都会因为距离远而比较微弱。采用同样的功率,防御者由于距离无人机更近,信号将比操纵者强。防御者收到的下行信号也会比操纵者强。但是对下行信号的防御目标是让操纵者收不到,而此时无人机到操纵者的距离,和防御者到操纵者的距离是差不多的。所以对下行信号的阻断不占地形优势。

从上面分析可以看出干扰上行信号更为有利。恰巧上行信号通常是遥控信号,直接关系到对无人机的操控,如果上行信号被干扰,无人机将失去即时控制,只能按照程序预设的步骤运行(通常是降落或者悬停)。而下行信号主要是遥测和图像等,虽然也可能存在敏感信息,但相比控制信号而言就不那么重要了,再加上防御者在态势上不占优势,通常对下行信号采取放任态度。

GPS依靠中轨道卫星。通俗而言就是信号经过上万公里到达地球表面,已经非常微弱。所以要在无人机离防御者很近的情况下干扰GPS信号是比较容易的。如果想欺骗它就需要用比较复杂的手段来模拟GPS卫星,会困难得多。

2、对GPS的干扰

GPS信号十分微弱,在地面附近已低于自然本底噪声。采用常用的3-6dB增益的无源天线在开阔地接收,其总接收电平最高可达约-120dBm。民用GPS信号是频率1575MHz,2.046MHz带宽的扩频信号,扩频增益43dB,Cb/N0按6dB考虑。固然任何方式的干扰只要足够大都能产生效果,但由于扩频增益太高,部分频带干扰的效益很差。在容易实现的方式中,全频带噪音干扰较有优势,满足如下条件时误码率高于10%:
(1)干扰信号的带宽等于或大于2.046MHz,覆盖GPS信号的整个频带。
(2)干扰信号经GPS天线接收后,其总功率电平要高于-83dBm。

无人机上的GPS天线主瓣方向朝向天空,对于地面来的干扰能提供一定的隔离。隔离的大小取决于天线的品质、安装方式和无人机本身的结构与材料。如果天线安装在无人机正中心位置,无人机上又有整块的碳纤维网板遮挡地面方向,那么通常能提供30-40dB的隔离。如果天线方向性不佳,安装不够垂直,则隔离度会有所降低。设无人机GPS天线对地面防御者(干扰源)的增益为-40dB,对天空的增益满足正常接收GPS天线的要求,也就是总接收电平能达到-120dBm,无人机距离地面100米,干扰发射机的天线增益为0,根据自由空间损耗公式,则需要的发射功率是:
Pt=Pr+32.45+20logd+20logf-G=-83+32.45-20+64+40=33.45dBm

上述计算的意思是:如果干扰带宽适中,则只需要2W的发射功率,就能干掉100米范围内的无人机GPS。假如干扰天线有6dB增益,那么只需要0.5W功率。

实测发现,0.01W功率的噪声调幅配合增益为5dB的R100天线,已经能在100米范围内许多品牌无人机的GPS。这可能是以下几个原因导致的:
(1)品牌无人机大量采用轻质塑料,导致GPS天线的对地隔离度远远不足40dB。
(2)总接收电平达不到-120dBm(该值接近理论最佳值,工程中通常按-130dBm考虑)。
(3)廉价接收器解扩方案过于简化,没有充分利用43dB的扩频增益。

最简单的宽带信号是噪音调频。当然还可以采用相关性更强的干扰直至欺骗,比如用GPS模拟器产生一些假信号。但考虑到干扰功率本来就不大,似乎没有必要费这个事。
无人机丢失GPS信号以后的行为取决于飞控的功能及设置。对于技术娴熟的操作者而言,GPS不是必要的,在没有GPS的年代里,航空模型的飞手们依然可以靠目视或图传完成自己设想的飞行路线。但是对于技术不娴熟的操纵者,干掉GPS信号的后果已经相当严重,因为此时无人机的自动返航功能已经失效,必须完全依赖人工操作。根据已经掌握的防御经验,这基本等于飞不回去。
如果想避免GPS受干扰的后果,可以在下面几点上做文章:
(1)操纵者必须经过无GPS飞行方面的训练。
(2)严格考核GPS天线的对地隔离度,使之提升到比如50dB;选用性能足够好的GPS接收机。
(3)采用更高精度的惯性平台,确保在GPS丢失后能支撑足够返航的时间。
(4)利用机载摄像机的图像进行定位和返航。

3、对遥控信号的干扰
商品遥控发射机的功率通常为100mW,特殊用途或自行改装的遥控发射机可能具有更大的功率。如果按100mW考虑,遥控发射天线配置普通鞭状天线,增益约3dB,无人机上的接收天线增益也为3dB的情况下,设操纵者距离飞机100米,采用2450MHz频率,则接收机收到的功率电平最大为:
20+6-32.45+20-68=-54.45dBm

可见遥控信号的强度远大于GPS信号。

不过,遥控接收天线的主瓣方向必须朝向地面,所以不能像GPS天线那样对地面干扰提供隔离。

目前,遥控发射机已经普遍采用跳频、扩频技术,而且跳频参数还可以自适应,具有一定的抗干扰能力。在计算需要的干扰大小时,必须已知跳频、扩频的参数才能得到准确的结果。不过我们依然可以知道所需干扰的大致范围。遥控发射机仍按上述参数,假设防御者距离无人机为100米,天线增益为3dB,如果采用相关的干扰,需要的干扰功率与遥控发射功率接近,即0.1W以上。如果遥控信号存在跳频措施,而干扰者除了频带范围之外,并不知道这些措施的任何参数,只能用噪声进行全频带暴力覆盖,那么所需功率将有所提高。就经验而论,通常需要提升30dB,具体来说就是100W。

这个干扰功率就比GPS具体多了,而且难以低成本的产生。同时,过大的干扰功率可能会影响其它正常的无线电通信,出现干死一大片,无人机照样飞的窘境。

如下图所示,如果遥控信号的跳频范围是2405~2495MHz,而防御者不知道跳频参数,那么就只好用噪声进行全频带覆盖,即黄色区域。而遥控信号功率集中,当它的总功率电平比干扰的总功率电平小的时候,依然可能在局部比干扰电平高不少,从而不受干扰影响,如红色区域。目前先进的遥控器已经能够根据干扰的情况自动调整跳频频率,所以对于采用跳频的遥控器,窄带强干扰效果不佳。
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跳频和直接扩频联合应用可以弥补各自的不足。但是遥控器的扩频增益比GPS低得多,所以扩频部分的抗窄带干扰能力较差,通常只需要3~6dB的干信比。因此采用梳状谱的干扰源,例如间隔1MHz的100个干扰峰,其总干扰功率比有用信号高26dB,可比宽带噪声干扰节约3~10dB功率。

除了频域上的宽带干扰,还可以在时域上有所变化,即采用脉冲干扰源。如果遥控器没有采取重复编码措施时,使用脉冲干扰可以节约平均功率,或者在平均功率一定的情况下,提高脉冲功率。但如果采取了重复编码措施,脉冲干扰效果不佳。

除了暴力的噪声干扰之外,还可以采用阻塞干扰和瞄准干扰,将在后面讨论。

4、对下行图传和遥测信号的干扰

这部分干扰与对遥控信号的干扰没有本质的区别,不同之处是攻防态势更加不利于防御者。由于干扰的对象是操纵者的接收机,一般而言防御者与操纵者的距离大于或接近于无人机与操纵者的距离。另外,无人机至少有几十米到数百米高度,信号传播条件比位于地面的防御者要好得多,操纵者还可以使用定向天线瞄准无人机,甚至使用可自动调零的天线对干扰信号产生隔离。防御者的优势是天线增益能够比空间和重量都十分局促的无人机高。但由于不知道操纵者的方位,只能在垂直面想办法。一般讨论这个问题按操纵者(接收机)方位不明、干扰距离与无人机的通信距离相同,接收天线提供的隔离度和地面附近的附加损耗总共20dB来考虑。

雪上加霜的是,最新的商品无人机的图传或遥测信号发射功率在不断的加大,2W功率已经登场。

按照上述条件,如果扩频增益为20dB,Cb/N0为6dB,采用不相关的噪声干扰,天线增益与无人机相同,总功率电平应高于33+34=67dBm才产生效果,相当于5KW!假设地面采用比无人机高10dB的水平定向天线(如共轴同相阵),也需要500W的功率。

由上述计算可以了解,如果无人机采用扩频、跳频技术,且防御者不知道有关参数而只能暴力蛮干,需要的功率将十分可观。

古老的图传采用固定频率,如果能够侦察得到具体的频率,就可以施放简单的瞄准干扰。仍使用全向天线且假设干信比为0dB即可有效干扰,则需要的功率将减小到33+20=53dBm,相当于200W。如果使用比无人机高10dB的高增益天线,就只需要20W了。

5、阻塞干扰

本文凡是提到阻塞干扰,是指位于通信信道之外的,超过接收机电路的承受能力,能够导致接收机对正常信号的处理能力降低的干扰。

采用扩频、跳频技术有利于对抗噪声干扰,但并不能提高接收机的阻塞电平。相反,由于必须具备较宽的前级,更容易发生阻塞。这里,阻塞电平的定义是:位于接收机瞬时通带之外的,使接收灵敏度压缩6dB所需要的干扰电平。

民用接收机为了提高灵敏度,通常天线信号经简单的滤波以后就进入低噪放和混频器。从省电考虑,这些电路不能采用大功率器件,他们的动态范围是比较小的,通常只需提供-20dBm左右的干扰信号,即使干扰频率与接收频率有一个小的偏差,也能使接收灵敏度降低6dB。这时,-20dBm就是该接收机的阻塞电平。如果干扰进一步增强,接收机将完全收不到有用信号。如果接收机前级没有适当的限幅电路,更强的干扰能将其烧毁。

下图是一部典型的接收机的框图。数字序号代表可以引起阻塞的环节。
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放大器1和放大器4在专业接收机中必然会采用输入压缩点接近0dBm的器件,而在民用接收机中往往达不到这个水平,常见为-10~-20dBm。混频器2的截点往往也不会太高,因为高的截点意味着需要大的驱动功率。当有强干扰落在预选器带内时,混频器将无法正确输出中频信号;如果再落在中频滤波器带内,那么ADC之前就会全军覆没。

不论模拟IQ下变还是中频直接采样,本地振荡器的相噪都会与强干扰在混频器中相乘,从而落到中频上,导致底噪抬高。如果干扰靠得近,待接收的信号将落在干扰的混频产物的裙边内部,如果有用信号较小,就会被裙边淹没。

ADC的位数通常只有12或14位,动态范围捉襟见肘。为了能够采用高速跳频方案,通常中频滤波器的带通很大,非接收频率上的干扰也会到达ADC。干扰稍大就会让ADC过载,或者,如果通过AGC使得ADC不过载,那么正常信号到达ADC时就会弱到不足1bit。

以常见的收发机芯片AD9361为例,它几乎不能抵抗高于-24dBm的带外干扰。要在接收机上感生-24dBm的功率并不复杂。仍以100米距离,收发天线增益均为3dB为例,需要的功率是:
-24+32.45+68-20-6=50.45dBm,即100瓦。

产生100W的噪声是复杂的,因为特定调制的干扰器很难做大功率。而如果不对信号的带宽、品质提出要求,就能使用磁控管轻松的产生高功率。当然,增加一些磁控管力所能及的调制更好,比如采用注入已调信号的方法或者采用脉动直流来驱动。

阻塞干扰由于简单粗暴效果好,目前是那些不用担心因为干扰别的通信业务而负法律责任的“有关部门”最常用的拒止手段。由于辐射大,风险大,运行成本高(费电且寿命短),一般不能持续开机设防,要求见到无人机才开机。

6、瞄准干扰

本文所述的瞄准干扰是根据被干扰信号的瞬时频率和开机时间施放的针对性干扰。窄带数传或跳频信号在任意瞬间的频率是确定的,干扰只需要针对这些频率,而不需要覆盖所有可能跳到的范围。这将大大节省干扰功率。对于单纯的直接序列扩频,通常不定义瞄准干扰。

一个典型的瞄准干扰场景如下图所示。侦察接收机持续的监听可能的通信频段,将数据送给计算机。当计算机发现遥控器的信号以后,立即把需要施放干扰的参数告诉干扰发射机,使干扰发射机开始发射。当经过一段时间(例如1毫秒),让干扰暂停,侦察接收机继续搜寻遥控信号,如果遥控信号继续存在或变更频率,则把新的参数告诉发射机,再次启动干扰。如果遥控信号消失,则停止干扰。让接收机与发射机分开布置,可以侦察和干扰同时进行。
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这种干扰的好处是没有信号则不放干扰,而且干扰电平很小,环境友好程度高。如果遥控信号未经扩频,通常使接收电平等大或略大一点即可。如果是扩频信号,由于扩频增益不高,通常也只需要大20dB以内。功率的设定可根据遥控信号的瞬时带宽而定,带宽大的时候适当提高一些。不论频率、带宽都可以被侦察接收机测定,如果技术允许,还可以测定调制方式,并对某些信号(比如防御者附近的WIFI信号)顿感。

瞄准干扰的主要挑战是响应速度。如果跳频速度为1000跳/秒,则单频点的驻留时间只有1ms。按干扰一半算,只有500μs的时间来进行侦察、分析、判决、指令和启动发射机。现在这种指标已经可以比较容易的达到了。如果不要求具体识别信号种类,只进行FFT和谱型判断,整个过程可以在几微秒内完成。不过发射机需要特殊设计才能这么快调定和达到足够功率。好在现在遥控器的跳速都不快。

除此之外还要考虑侦查接收机的防御态势。无人机的高度较高,有可能无人机能收到遥控信号,而地面上的侦查接收机却收不到。此时需要加高天线,提高增益。但又会导致收到诸多非遥控信号,尤其是设防区域在城里面的时候。这会给信号识别提出较高要求,如果遥控器模拟城市常见的比如WIFI信号或者就是采用WIFI技术,难度就比较大。
整套设备比较贵,如果跳频范围进一步加宽,或者采用其它UWB技术,侦查和干扰设备的成本将进一步上升。

7、设防事项

应主要考虑对GPS和遥控上行信号的干扰。对于固定式干扰设备,应当确保设防区域内部和上空达到足够的场强,而在设防区域之外迅速衰减。除非特别敏感的地方,一切干扰设备的设置都应遵循正当、适度的原则,只在确有必要的时间、确有必要的区域施放确有必要的强度,避免对正常的无线电用户产生影响。

本文的某些预算较实际经验显著偏大,这是因为本文是按照防控比为1:1的态势来考虑的,而常见的情况是防御距离远小于操纵距离,通常优于1比3。所以在实际设防时,可以按照比本文的预算值小10倍来考虑。干扰设备应有高低两档或更多档的功率可供选择,常规情况下只使用低功率。

有固定干扰设备的,应在值班场所、瞭望场所安装操作面板,便于随时启动。便携设备应当放置在便于取用的地方,随时保持整备状态。相关设备应有专人管理和使用,否则需要授权措施,比如采用钥匙、密码、指纹等方可启动。

如果无人值守或者没有专门的观察员,就需要通过一定的手段识别无人机威胁,然后发出报警或自动启动干扰。侦察接收机是一种手段,但在城市区域使用不太靠谱。其它手段有声音识别、图像识别、一次雷达等。总的来说,目前还没有一种可靠而廉价的手段。

无线电管理机构不会为干扰设备颁发频率许可和电台执照,原则上这些设备都属于非法使用。国家强力部门使用是他们自己的事,但如果企事业单位或者个人使用,则可能存在法律风险。无人机受到干扰以后可能造成财产损失和二次伤害。比如坠落的无人机可能造成人员死伤,故应当在地面安全和防御需求之间平衡风险。

参与讨论:
https://bbs.kechuang.org/t/81054

KC901V网络分析仪相关文档

本页面包含KC901V的用户手册、编程手册等文档,如有修订或新文档发布将及时更新。

1、用户手册中文版(试行)

下载地址:kc901v-cn

内部评估版,2016年9月18日公布。

2、用户手册英文版(试行)

KC901V is an RF multi-instrument integrating VNA (vector network analyzer), spectrum analyzer, field strength meter, and an extra low-frequency signal source. It can do complete single port vector measurement and 2-ports simple vector network analyzing.

下载地址:kc901v-usermanual

内部评估版,2016年9月18日公布。

3、编程手册中文版(试行)

本手册适用于1.1.0以上版本的固件,是KC901V的第一个正式版固件。内测用户需升级固件到1.1.0或更高版本。

下载地址:kc901v_program_manual_cn_1_1

试行版,2016年12月1日公布。

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