Hardware implementation of a spectrum analyzer based in SDR

Abstract

A metrologia de rádio-frequência surgiu com as primeiras experiências de sistemas de rádio, pois era importante avaliar as condçiões em que eram feitas essas experiências assim como avaliar o desempenho dos próprios sistemas. Um dos instrumentos fundamentais na metrologia de rádiofrequência é o analisador de espectros, que tem como principal função apresentar porções do espectro de rádio-frequência, normalmente potência em função da frequência, para posterior análise efectuada pelo utilizador. Nos últimos tempos temos vindo a assistir a uma revolução ao nível dos sistemas de telecomunicações com o desenvolvimento do conceito de Software Defined Radio (SDR). Com a implementação deste novo conceito pretendese criar sistemas de rádio reconfiguráveis por software, permitindo-lhes assim uma maior flexibilidade e adaptação áss diversas normas de comunicação via rádio-frequência. Com este documento pretende-se mostrar uma implementação de um analisador de espectros de baixo custo baseado num sistema SDR. Para tal, foi efectuada uma procura por componentes disponíveis no mercado e com base nesta procura decidiu-se implementar este sistema para uma gama de frequências de entrada entre 2.1 GHz e 2.6 GHz e uma frequência intermédia de 100 MHz. Sendo este um sistema de rádio com alguma complexidade, o projecto foi divido em duas partes: software e hardware. Esta dissertação é focada na implementação do hardware.

The radio-frequency metrology appeared with the rst experiments in radio systems because it was important to assess the conditions under which these experiments were performed as well as to evaluate the performance of the systems themselves. One of the key tools in radio-frequency metrology is the spectrum analyzer, whose main function is to display pieces of the radio spectrum (normally, power as a function of frequency) for further analysis by the user. In the last years we have been witnessing a revolution in telecommunication systems with the introduction of a new concept: the Software De ned Radio (SDR). With the implementation of this new concept, one intends to create radio systems that are recon gurable by means of software, giving them a greater exibility and adaptation to di erent radio standards. This document aims to show a possible implementation of a low-cost spectrum analyzer based on an SDR system. To achieve this end, it was performed a search for components that are available in the market and it was decided to implement this system for an input frequency range of 2.1 GHz to 2.6 GHz and an intermediate frequency of 100 MHz. Since this is a radio system with some degree of complexity, the project was divided into two parts: software and hardware. This dissertation is focused on the hardware implementation.