频谱分析仪的主要功能与作用

频谱分析仪主要用于显示输入信号的频谱特性,因此对信号分析而言它是不可缺少的量测仪器。频谱分析仪透过频域对信号进行分析、研究,它还能够应用于更多不同的领域,如无线讯号收发、信号干扰检测、频谱监测、元件特性分析等,频谱分析仪是电子产品研发、生产、检验工作中的常用工具,对于无线通讯信号的测量来说更是必不可少的工具,其应用范围十分广泛,因此也有工程师将它称为射频量测的万用电表。

其主要功能包括:频率设置、基准电平设置、跟踪发生器设置、跟踪控制设置、利用标记功能测量回波损耗和频宽、扫描时间及触发控制设置等。

针对时域方面的信号量测,示波器是一个非常重要且很有效率的量测仪器,它能直接显示信号波幅、频率、周期、波形与相位之间的响应变化。

一般来说,示波器必须具备双轨迹输出显示装置,同时内建有IEEE-488、IEEE-1394或RS-232等界面功能以便与绘图仪器连结,有利于后续量测显示资讯输出与绘图的研究相比较。示波器的缺点是只局限于低频信号,对于高频信号的分析成为其需要面临的一大挑战。示波器主要用来显示时域信号幅度的变化,而频谱仪显示的是频域信号幅度的变化。频谱分析仪弥补了示波器对高频信号分析不足的缺点,它可以同时将多频信号以频域的方式来呈现,显示了信号在频域里的特性,方便辨识出不同频率的功率装置。

频谱分析仪可以测量射频信号的多种特征参数,如频率、选频功率、带宽、邻道功率、调制波形、场强等。在射频信号频率测量方面,虽然频率计是专业的设备,但遇到时分多址信号(GSM移动电话、IDEN、TETRA)、跳频信号、宽带信号时,普通频率计无法准确计数,功率计无法及时测量,而频谱仪基于高速的信号捕捉,则可以测量这些信号。针对这些常见的不稳定信号,很多中高档频谱仪还在测量软件上做了优化,提供专用的自动测量工具。

由于频谱分析仪具有将射频信号图示化的能力,频谱图可以帮助了解信号的特性和类型,有助于最终确定信号的调制方式和发射机类型。

在军事领域,频谱分析仪在电子对抗和频谱监测中被广泛应用,不同类型的雷达信号、通信电台信号、应答机信号、“敌我”识别器信号都有不同特征的频谱图。

在民用无线电管理领域,通过频谱图,可以及时发现非法使用的频率,这比传统扫描监听的效率要高得多。在不明干扰源的定位中,频谱图有助于判断干扰信号的类型,并推断产生干扰信号的可能设备,以缩小排查范围。

频谱分析仪还是一部很好的场强仪,而且动态范围比较大。一些具有自动测量功能的频谱分析仪可以方便地读出目标信号的场强数值,同时可以显示目标频率周边的情况。实际应用中,有很多手持频谱分析仪就替代了场强仪。

频谱分析仪与跟踪信号源配合使用,可以显示双端口网络的频幅特性,扩展了频谱分析仪的用途。该功能类似于扫频仪和标量网络分析仪的主要功能,比普通老式扫频仪的精度要高得多,可应用于滤波器的调校。如果频谱仪与跟踪源结合,同时配合驻波电桥使用,还能直接图示化天线的匹配情况,具有天线分析仪的部分功能。

频谱分析仪的优势,正是在于弥补示波器针对高频信号分析的不足,并可同时将多 频信号以频域的方式来呈现,以方便辨识各不同频率的功率装置,并显示信号在频域里的特性。

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