使用频谱分析仪测量场强的方法:是一种应用广泛的信号分析仪器。它可用来测量信号的频率、电平、波形失真、噪声电平、频谱特性等,加上标准天线还可用来测量场强。
它的主要特点是:能宽频带连续扫描,并将测得的信号在CRT屏上直观地显示出来。在整个频段内,电平显示范围大于70dB,在无线电电波测量中可以很方便地看出频谱占用和信号活动情况,所以在很多场合,频谱仪正在替代场强仪成为电波测量中一种新的被广泛应用的仪器。但必竟二者设计上有差异,因此使用侧重面应有所有同,否则将会带来很大的测量误差。现代多采用微机处理,显示刻度可以自动转换。在实际测量中要特别注意天线阻抗与测试系统的匹配问题,避免产生失配误差。由于频谱仪在使用中是进行宽带扫描,所以所用天线要求也都是宽带天线,而宽带天线的VSWR一般都较大,如果与频谱仪联接的不是匹配天线,则要对所用天线的天线系数重新校对。在实际测量中,输入衰减器不宜放在0dB的位置,如果衰减器置0,输入信号直接接到混频器上,则阻抗特性变差,造成较大的失配误差。
FFT的实质是基带变换,换句话说,FFT的频率范围总是从0Hz开始并延伸到某个频率处。这对需要分析较窄频带(不是从直流开始)的测量情况可能是一个重大限制。例如,FFT分析仪具有取样频率,FFT的频率范围是0Hz到128KHz。若N=1024,则频率分辨力将是,故不能分辨间隔小于250Hz的谱线。
提高频率分辨力的一种方法是时间记录中的取样点数N,这也FFT输出的节点数。不过,问题在于,这会增加FFT所要处理的数组长度,从而增加计算时间。FFT算法的计算时间往往限制了仪器的性能(比如屏幕刷新速度),所以增加FFT的长度往往是可取的。
另一种方法是使用数字下变频器,对于带限信号,进行数字下变频,这样等效降低了采样速率,可以提高频率分辨力。ADC的输出与数字正弦波相乘,借助数字混频使数字正弦波的频率降低。
有两种技术方法可完成信号频域测量(统称为频谱分析)。
1.FFT分析仪用数值计算的方法处理一定时间周期的信号,可提供频率;幅度和相位信息。这种仪器同样能分析周期和非周期信号。FFT的特点是速度快;精度高,但其分析频率带宽受ADC采样速率限制,适合分析窄带宽信号。
2.扫频式频谱分析仪可分析稳定和周期变化信号,可提供信号幅度和频率信息,适合于宽频带快速扫描测试。
FFT分析仪能够完成多通道滤波器式同样的功能,但*使用许多带通滤波器,它使用数字信号处理来实现多个立滤波器相当的功能。从概念上讲,FFT方法是简单明确的:对信号进行数字化,再计算频谱。实际上,为了使测量具有意义,还需要考虑很多因素。
扫描模式的选择:sweep还是fft?
现代频谱仪的扫描模式通常都具有sweep模式和fft模式。通常在比较窄的rbw设置时,fft比sweep更具有速度优势,但在较宽rbw的条件下,sweep模式更快。
当扫宽小于fft的分析带宽时,fft模式可以测量瞬态信号;在扫宽**出频谱分析仪的fft分析带宽时,如果采用fft扫描模式,工作方式是对信号进行分段处理,段与段之间在时间上存在不连续性,则可能在信号采样间隙时,丢失有用信号,频谱分析就会存在失真。
问答区
怎样设置才能获得频谱仪佳的灵敏度,以方便观测小信号?
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频率
频率范围 R&S?FSW8 2 Hz 至 8 GHz
R&S?FSW13 2 Hz 至 13.6 GHz
R&S?FSW26 2 Hz 至 26.5 GHz
R&S?FSW43 2 Hz 至 43.5 GHz
R&S?FSW50 2 Hz 至 50 GHz
R&S?FSW67 2 Hz 至 67 GHz
R&S?FSW85 2 Hz 至 85 GHz,高达 90 GHz(使用 R&S?FSW-B90G 选件),YIG 预选器 = 关
参考频率的老化 1 × 10–7/年
带 R&S?FSW-B4 选件 3 × 10–8/年
带宽
分辨率带宽 标准滤波器 1 Hz 至 10 MHz,80 MHz(使用 R&S?FSW-B8 选件)
RRC 滤波器 18 kHz (NADC),
24.3 kHz (TETRA),
3.84 MHz (3GPP)
信道滤波器 100 Hz 至 5 MHz
视频滤波器 1 Hz 至 10 MHz
I/Q 解调带宽 10 MHz
带 R&S?FSW-B28 选件 28 MHz
带 R&S?FSW-B40 选件 40 MHz
带 R&S?FSW-B80 选件 80 MHz
带 R&S?FSW-B160 选件 160 MHz
带 R&S?FSW-B320 选件 320 MHz
带 R&S?FSW-B512 选件 512 MHz
带 R&S?FSW-B1200 选件 1.2 GHz
带 R&S?FSW-B2001 选件 2 GHz1)
带 R&S?FSW-B2000 选件 2 GHz2)
带 R&S?FSW-00 选件 5 GHz3)
◆ FSQ3: 20 Hz to 3.6 GHz
◆ FSQ8: 20 Hz to 8 GHz
◆ FSQ26: 20 Hz to 26.5 GHz
◆ FSQ40: 20 Hz to 40 GHz
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