技术调研:手持便携式频谱分析仪

自从Anritsu在1990年代首次推出“SiteMaster”以来,手持便携测试设备领域已经有了长足的发展。SiteMaster是第一款真正意义上的便携式仪器,可以对各处的大基站进行信号测量和性能评估。

如今,已有十几家制造商生产手持便携式仪器,其中一些甚至可以在毫米波频段同时进行频谱分析和矢量分析。

便携又好用

此外,某些手持式仪器可小至装入口袋,只需一台平板电脑或笔记本电脑即可通过USB连接进行工作。在当今情况下,AD(analog and digital)技术的飞速进步让这么小的器件能够实现非常卓越的性能,同样也能完成高速的数据传输。

有三种不同类型的便携式频谱分析仪——分别对应不同的应用场景,最大的也不过像早餐麦片盒一样而已。最小的一种由USB供电,并且需要外接显示器和电脑来进行操作,处理和存储。稍微大点的性能与大型台式仪器相当,但也没有显示器。最大的一种是完整的仪器,具有高分辨率的彩色显示屏以及与其它类型相同的信号处理和计算能力。后面两种还具有信号分析作用等许多其他功能。

因此,选择便携手持式仪器,从基本功能到处理性能都可以与许多主流大型台式频谱分析仪相提并论。实际上,现在用小型便携式设备进行测量所提供的性能要比几年前所谓的高端系统都要更好。
尽管便携手持式频谱分析仪最初是用于无线电行业(仍占据主导地位)而开发的,但现在它也可在其他领域大放异彩。多年来,频谱仪广泛运用于国防事业中的航线测试,干扰监视,频谱监控以及战场评估系统等——无论条件多恶劣,都必须进行RF测量。

实时频谱分析(RTSA)

其中许多设备还可以通过宽带模数转换器,宽带存储器,高速处理器以及使用重叠FFT进行实时频谱分析(RTSA)。通过RTSA,设备可以在极其密集的信号环境中搜索和处理复杂的波形,并捕获隐藏在较强波形中的微弱信号以及非重复波形和脉冲波形,其截获概率接近100%。传统的扫描频谱分析仪在这些情况下是无法做到的。

在更全面的设备中,秘密之处在于由连接的笔记本电脑上运行的Windows或Linux软件实现矢量信号分析功能。这类软件可提供完整的信号分析,生成有关电磁环境及其中信号的详细信息,以及信号解调和表征所需的其他指标。

对于SIGINT应用,VSA软件让手持式频谱分析仪可以进行长期的信号记录,而以前只有大型仪器才可以实现。尽管记录时间和其他指标不如专门为此设计的系统,但它们可以在大型仪器无法使用的场景下完成短期信号记录的任务。

功能越来越多

总而言之,这些年来的趋势是合并更多功能,同时以不扩大体积的形式提高性能。完整的一套设备并不便宜,但是也就不到50,000美元,就可以获得所有必需品,甚至更多功能。

例如,选中表上的所有选项框,获得一套拥有完整功能的系统,它将具有分辨率为1Hz的频谱分析能力,与台式仪器相同水平的RTSA功能,工作频率范围从短波到50GHz,可以完成拥有多种校准方法的矢量 络分析,距离故障,无源互调失真,噪声系数和射频功率测量等。

此外,该系统还可以实现矢量信号分析,解调,I/Q和干扰分析,高级脉冲信号测量,信道扫描,基于GPS的室内和室外测绘,通过Wi-Fi或以太 使用Android/iOS APP进行地理标记和控制,同时满足军标规定的工作温度和湿度、振动和冲击限制。

本次调研产品

本次调研包括来自11个制造商的26种产品。尽管市场上有更多便携式频谱分析仪,但这里关注的是频率覆盖范围和其他性能规格满足军事应用的系统。

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