超越傳統(tǒng)的頻譜分析

簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)的頻譜分析儀是標(biāo)量測(cè)量設(shè)備，主要顯示標(biāo)量值（信號(hào)幅值）隨頻率變化曲線圖。最常見的測(cè)量就是對(duì)頻譜組成部分（例如諧波、互調(diào)和雜散信號(hào)）的信號(hào)功率和頻率的測(cè)量。功率與頻率的比值可以根據(jù)分辨率帶寬（RBW）進(jìn)行積分或修正，以產(chǎn)生噪聲功率（和相位噪聲）、頻帶功率、相鄰信道功率和占用帶寬。

頻譜分析儀也可以用于測(cè)量時(shí)域或調(diào)制域特征。測(cè)量這些特性的最簡(jiǎn)單方法就是停止頻譜分析儀的頻率掃描（例如將測(cè)量寬度設(shè)置為0 Hz），并設(shè)置適當(dāng)?shù)闹行念l率和RBW寬度，使其足以包含感興趣的信號(hào)。此時(shí)，分析儀的X軸以時(shí)間為單位，該“零掃寬”測(cè)量跡線結(jié)果為射頻信號(hào)的包絡(luò)，即射頻信號(hào)的AM解調(diào)測(cè)量結(jié)果或觸發(fā)脈沖功率信息。通過使用類似設(shè)置并偏置分析儀的中心頻率，可使感興趣的信號(hào)處于RBW濾波器的裙邊之上，可以進(jìn)行FM解調(diào)測(cè)量。這些技術(shù)通常很有效，但是可能非常麻煩（例如設(shè)置和解釋過程很復(fù)雜）、不精確，且靈活性受到限制。

因此，為了滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求，需要一種更好的綜合信號(hào)分析方法。使用這種新的綜合分析方法，分析儀表既可以作為高性能頻譜分析儀解決方案，提供簡(jiǎn)單易用的用戶界面；同時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的需求，輕松快速地轉(zhuǎn)換成功能全面的矢量信號(hào)分析儀。

了解發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前的許多信號(hào)都是通過射頻脈沖調(diào)制的或經(jīng)過復(fù)雜調(diào)制的信號(hào)，在過去15至20年的時(shí)間里，隨著數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，這一趨勢(shì)也越來越明顯。信號(hào)分析儀也隨之呈現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)：
•    矢量信號(hào)分析儀（VSA）問世并快速發(fā)展。它將時(shí)域和頻域能力以及完整的根據(jù)時(shí)間選擇（例如時(shí)間門概念）頻譜分析功能集于一身。
•    用矢量信號(hào)分析儀進(jìn)行通用和特定格式（特定標(biāo)準(zhǔn)）的數(shù)字調(diào)制分析。VSA是進(jìn)行此類分析的理想平臺(tái)。
•    在通用頻譜分析儀中，以選裝軟件的方式添加特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字調(diào)制分析。

雖然VSA是分析現(xiàn)代信號(hào)的理想工具，但是其操作步驟比傳統(tǒng)的頻譜分析儀更加復(fù)雜。特別是在進(jìn)行傳統(tǒng)頻譜測(cè)量的時(shí)候，VSA新增加的能力可能增加操作的復(fù)雜程度。當(dāng)用戶需求僅限于進(jìn)行基本的頻譜分析和基于標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)時(shí)，上述最后一種趨勢(shì)提供了一種良好的解決方案。

全新解決方案
對(duì)于現(xiàn)代信號(hào)分析應(yīng)用來說，新型Agilent MXA信號(hào)分析儀是眾多可選方案的基礎(chǔ)。這款新型信號(hào)分析儀可以配置成傳統(tǒng)的頻譜分析儀，具有射頻工程師期待的易用性和頻譜分析儀應(yīng)該具有的全部性能。對(duì)于需要全方位矢量信號(hào)分析的應(yīng)用來說，MXA信號(hào)分析儀的用戶通過選裝內(nèi)置的Agilent89600矢量信號(hào)分析軟件將其立刻轉(zhuǎn)變成為一臺(tái)矢量信號(hào)分析儀。該應(yīng)用提供了完整的矢量分析能力，包括對(duì)頻譜、占用帶寬、CCDF和信號(hào)功率進(jìn)行靈活的時(shí)間選通測(cè)量（見圖1）。

 
圖1：MXA信號(hào)分析儀中使用的VSA軟件提供全面的時(shí)間門信號(hào)測(cè)量。左上方跡線中顯示帶有選通標(biāo)記的射頻包絡(luò)。左下方和右上方顯示選通頻譜，它們分別帶有頻帶功率標(biāo)記和進(jìn)行自動(dòng)占用帶寬和頻率矩心計(jì)算。右下方跡線顯示W(wǎng)iMAX前導(dǎo)碼的時(shí)間選通CCDF。

安捷倫的89600 VSA軟件提供對(duì)模擬信號(hào)AM/FM/PM的精確解調(diào)，同時(shí)提供對(duì)各種通用數(shù)字調(diào)制信號(hào)和特定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制分析的選件。

對(duì)于基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字調(diào)制應(yīng)用（例如W-CDMA或WiMAX-mobile OFDMA）中的設(shè)計(jì)驗(yàn)證等任務(wù)，Agilent MXA提供了內(nèi)置的測(cè)量應(yīng)用。這些基于標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量功能使用戶可以輕松設(shè)置和測(cè)量該標(biāo)準(zhǔn)中重要的指標(biāo)參數(shù)，是89600 VSA軟件全面矢量信號(hào)分析的一種更簡(jiǎn)單的替代方案。這些快速、簡(jiǎn)單的模式（或應(yīng)用）更改使工程師可以優(yōu)化測(cè)量功能并輕松使用。它還使他們能夠快速配置信號(hào)分析儀，以滿足可能遇到的信號(hào)分析的要求。圖2顯示了用于在測(cè)量模式之間轉(zhuǎn)換的MXA信號(hào)分析儀的顯示畫面。

 
圖2：Agilent MXA信號(hào)分析儀中的顯示畫面顯示了在測(cè)量應(yīng)用之間進(jìn)行測(cè)量模式轉(zhuǎn)換所使用的模式鍵。傳統(tǒng)的頻譜分析儀模式目前仍被使用，使用模式轉(zhuǎn)換功能鍵可以將分析儀轉(zhuǎn)換成靈活的89600系列矢量信號(hào)分析儀或與W-CDMA相關(guān)的、基于標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量模式。

結(jié)論
安捷倫新型MXA信號(hào)分析儀提供了一種新的綜合方法，在當(dāng)前的傳統(tǒng)頻譜分析中添加矢量信號(hào)分析和數(shù)字解調(diào)功能。這樣，它將幫助行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，不再將頻譜分析和矢量解調(diào)作為兩個(gè)獨(dú)立的任務(wù)，使設(shè)計(jì)者能夠在日常工作過程中同時(shí)高效地完成這兩種任務(wù)。