頻譜分析儀是在其頻率范圍內(nèi)測(cè)量輸入信號(hào)的頻譜（幅值對(duì)頻率關(guān)系）的儀器。它的主要作用是測(cè)量信號(hào)的功率譜。頻譜分析儀的輸入信號(hào)是電信號(hào)。但是只要搭配合適的趕測(cè)器，也可以測(cè)量聲波、光波等其他信號(hào)的頻譜。也有專門的光譜分析儀，能夠用單色器之類的光學(xué)儀器直接測(cè)量光波的頻譜。

透過分析電子信號(hào)，可以在頻譜中觀察到其主要頻率、功率、失真、諧波、帶寬，和其它頻譜分量等。這些在時(shí)域波形中是不容易被探測(cè)到的，然而這些參數(shù)在描述無線發(fā)射器等電子設(shè)備的特性時(shí)卻是非常有用。

頻譜分析儀顯示的是在水平軸上的頻率和垂直軸上的幅度。不經(jīng)意地看，一臺(tái)頻譜分析儀像是一個(gè)示波器。事實(shí)上，一些實(shí)驗(yàn)室儀器在功能上既可以作為示波器，又可以作為頻譜分析儀。

頻譜分析功能持續(xù)進(jìn)化
無線與廣播技術(shù)近來發(fā)展迅速，也快速運(yùn)用到多數(shù)人的日常生活之中。尤其在射頻訊號(hào)的詳盡測(cè)量、分析與評(píng)估上，頻譜分析儀更是扮演重要的角色。無線技術(shù)持續(xù)發(fā)展出最新的應(yīng)用，使頻譜分析儀所需的復(fù)雜度、功能等級(jí)和效能也不斷提高。因此為了滿足工程師的需求，頻譜分析儀必須持續(xù)進(jìn)化。

Anritsu針對(duì)這樣的需求，推出一系列的頻譜分析儀，包含手持式和平臺(tái)式，測(cè)量功能涵蓋從50Hz到110GHz的頻率，還可選擇性透過外部混合解決方案延伸范圍到325 GHz。Spectrum Master手持式頻譜分析儀為現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提供了彈性，可用來找出、識(shí)別、記錄和解決通訊系統(tǒng)的問題，同時(shí)亦能維持測(cè)量精度。MS2850A/MS2840A/MS2830A/MS2690A系列采用創(chuàng)新的分析技術(shù)，具有效能與精度，且價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

隨著監(jiān)管的要求越來越多、削減成本的壓力越來越大，而提高系統(tǒng)的正常運(yùn)行始終是最優(yōu)先的考慮。安立知的MS2712E Spectrum Master頻譜分析儀易于使用、功能強(qiáng)且性價(jià)比高。借助這款為適應(yīng)嚴(yán)酷的戶外條件而設(shè)計(jì)的頻譜分析儀，能夠監(jiān)控、定位、識(shí)別和分析各種范圍的無線訊號(hào)，其中包括cellular、2G/3G/4G、 land mobile radio、Wi-Fi 和廣播訊號(hào)。MS2712E有多個(gè)配置選件，其多功能效能夠滿足定位和識(shí)別寬廣頻率范圍內(nèi)的訊號(hào)的需求，無需再單獨(dú)學(xué)習(xí)多種儀器的操作以及隨身攜帶多種儀器。Spectrum Master特色如下：

* 測(cè)量：占用帶寬、通道功率、ACPR、C/I、頻譜發(fā)射屏蔽

* 干擾分析：頻譜圖、訊號(hào)強(qiáng)度、RSSI、訊號(hào)ID、干擾映像

* 3GPP訊號(hào)分析 GSM/EDGE、W-CDMA/HSPA+、TD-SCDMA/HSPA+、LTE/LTE-A、TD-LTE/LTE-A

* 3GPP2訊號(hào)分析儀cdmaONE/CDMA20001X、CDMA20001xEV - DO

* IEEE 802.16的訊號(hào)分析固定WiMAX與移動(dòng)WiMAX

* 數(shù)字電視ISDB-T、DVB-T/H訊號(hào)分析

* 20MHz的解析帶寬

* 動(dòng)態(tài)范圍：> 102 dB in 1 Hz RBW

* DANL: -162 dBm in 1 Hz RBW

* 相位噪聲(Phase Noise)：-100 dBc /Hz 最大值 @10 kHz的偏移量在1 GHz

* 頻率精準(zhǔn)度：GPS開啟狀態(tài)下為<+/-50 ppb

 

圖一 : 手持式頻譜分析儀

惡劣環(huán)境的精確量測(cè)挑戰(zhàn)
對(duì)于難以到達(dá)的惡劣環(huán)境來說，準(zhǔn)確的微波頻譜量測(cè)實(shí)有其必要性。無論日夜、晴雨、冷熱，或者在船上、飛機(jī)上或車上，惡劣的環(huán)境都是一大挑戰(zhàn)。在這些情況下，使用者有賴于手持式儀器來完成高效能和高精準(zhǔn)度的量測(cè)。

是德科技（Keysight）多用途手持式微波頻譜分析儀FieldFox B系列具備高量測(cè)準(zhǔn)確度，帶寬可達(dá)100MHz，支持5G實(shí)地測(cè)試所需的寬帶實(shí)時(shí)頻譜分析。FieldFox B系列分析儀，提供寬帶、無間隙的實(shí)時(shí)量測(cè)，以支持5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)地測(cè)試。此外，這些新功能讓客戶能夠精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)最近的干擾威脅，以免其衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)遭到破壞。FieldFox B手持式分析儀堅(jiān)固耐用又方便攜帶，具有下列多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

* 100MHz實(shí)時(shí)寬帶，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的蜂巢式基地臺(tái)測(cè)試。

* 符合美國(guó)PRF-28800F規(guī)范，可承受爆炸沖擊和潮濕環(huán)境。

* 平均顯示噪聲位準(zhǔn)（DANL）改善了10dB，有助于量測(cè)低噪聲信號(hào)，可偵測(cè)微弱的干擾。

* 可收集、播放并分析電子戰(zhàn)測(cè)試所需的原始I/Q數(shù)據(jù)。

* 省時(shí)、省空間，可針對(duì)每一種運(yùn)作模式提供任務(wù)導(dǎo)向的操作接口。

* 精準(zhǔn)處理例行維護(hù)和深度疑難解答，提供各種量測(cè)應(yīng)用軟件，以滿足特殊量測(cè)需求。

* 透過89600 VSA軟件，輕松將量測(cè)結(jié)果從現(xiàn)場(chǎng)傳到實(shí)驗(yàn)室，以完成進(jìn)一步分析。


 
圖二 : 頻譜分析儀也經(jīng)常用于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

執(zhí)行多種量測(cè)任務(wù)
在射頻實(shí)驗(yàn)室，R&S FPL1000和示波器或萬用表一樣不可或缺。它是一款單機(jī)可執(zhí)行多種量測(cè)任務(wù)的儀器。該儀器不僅支持頻譜分析，而且支持使用功率探棒的高精度功率量測(cè)以及模擬和數(shù)字調(diào)變訊號(hào)分析。

可靠的射頻性能使FPL1000成為可在實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)和維修中使用的理想儀器。1 dB步進(jìn)衰減器便于用戶在儀器的最大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)執(zhí)行量測(cè)。前置放大器進(jìn)一步擴(kuò)展靈敏度級(jí)別。得益于高靈敏度以及低相位噪聲性能，該儀器能夠分析鄰近載波的極小干擾訊號(hào)。

使用FPL1000與使用智能型手機(jī)提供一樣的直觀體驗(yàn)。簡(jiǎn)單輕掃屏幕，即可調(diào)整中心頻率或參考位準(zhǔn)。雙指手勢(shì)操作可調(diào)整掃帶寬度或顯示功率位準(zhǔn)，10.1吋屏幕具有1280× 800像素分辨率，能夠清晰地顯示訊號(hào)。用戶還可以自定義屏幕上的量測(cè)結(jié)果布局。使用多視圖顯示模式可以在一個(gè)屏幕上組合顯示不同的量測(cè)模式和所有量測(cè)結(jié)果。

由于高度只有一個(gè)手掌寬，因此能夠安裝到任何工作場(chǎng)所，并且為被測(cè)設(shè)備以及其他量測(cè)儀器留出足夠的空間。輕量以及電池供電設(shè)計(jì)也便于使用者隨時(shí)隨地進(jìn)行量測(cè)。FPL1000訊號(hào)與頻譜分析儀主要特點(diǎn)如下：

* 頻率范圍：5 kHz至7.5 GHz

* SSB相位噪聲：10 kHz偏移（1GHz載波）時(shí)–108 dBc (1 Hz)

* 使用前置放大器時(shí)的 DANL：–166 dBm，10 MHz 至 2 GHz

* 輕便小巧

* 電池供電或12V/24V直流操作（選配）

* 使用功率探棒（選配）

* 40MHz分析帶寬（選配）

* 模擬及數(shù)字訊號(hào)分析（選配）

* 選通掃頻、窄頻分辨率濾波器和瀑布圖量測(cè)為標(biāo)配

 
圖三 : 單一儀器可執(zhí)行多種量測(cè)任務(wù)已經(jīng)成為趨勢(shì)

PXI帶來高彈性優(yōu)勢(shì)
頻譜與訊號(hào)分析器可量測(cè)頻域內(nèi)的電子訊號(hào)。這類產(chǎn)品適用于無線通信、RFIC 特性測(cè)試、雷達(dá)測(cè)試、頻譜監(jiān)控與訊號(hào)情報(bào)。NI國(guó)家儀器的PXI向量訊號(hào)分析器，可執(zhí)行向量訊號(hào)分析與頻譜分析，以進(jìn)行極高傳輸量及高效能的RF量測(cè)，此外還可以提供廣泛的頻率范圍、實(shí)時(shí)訊號(hào)分析，以及進(jìn)階的訊號(hào)處理功能。

PXI向量訊號(hào)分析器可針對(duì)各種無線技術(shù)執(zhí)行量測(cè)，例如GSM、EDGE、WCDMA、LTE-Advance Pro、5G、無線LAN與藍(lán)牙。特定型號(hào)還具備LabVIEW可程序化FPGA，方便工程?針對(duì)進(jìn)階量測(cè)應(yīng)用進(jìn)行客制化。

PXI向量訊號(hào)分析器適用于微波測(cè)試、無線測(cè)試、雷達(dá)測(cè)試、頻譜監(jiān)控、軟件定義無線電（SDR）、無線電監(jiān)控、干擾感測(cè)、訊號(hào)情報(bào)，以及其他應(yīng)用領(lǐng)域。

 
圖四 : PXI可為測(cè)試帶來高彈性優(yōu)勢(shì)

至于PXI向量訊號(hào)收發(fā)器（VST），則是結(jié)合了向量訊號(hào)產(chǎn)生器與向量訊號(hào)分析器，并提供FPGA架構(gòu)的實(shí)時(shí)訊號(hào)處理與控制功能。VST結(jié)合了軟件定義無線電架構(gòu)的彈性，以及RF儀器等級(jí)的效能。工程師可使用VST測(cè)試各種行動(dòng)通訊與無線標(biāo)準(zhǔn)，并擴(kuò)充小型PXI Express規(guī)格，以支持多重輸入/多重輸出（MIMO）設(shè)定。VST軟件是采用LabVIEW FPGA建置而成，會(huì)針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域提供入門指引，舉凡應(yīng)用程序IP、參考設(shè)計(jì)、范例，還是LabVIEW范例項(xiàng)目，皆已包含于其中。