常見(jiàn)的電磁頻譜信號(hào)有：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、跳頻擴(kuò)頻電臺(tái)、以雷達(dá)為代表的脈沖信號(hào)等等，這些信號(hào)的存在、疊加使得整個(gè)頻譜背景變得非常復(fù)雜，對(duì)監(jiān)測(cè)分析的頻譜儀要求越來(lái)越高。

常規(guī)的掃頻式頻譜儀（非實(shí)時(shí)頻譜儀）已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的測(cè)量需求；而實(shí)時(shí)頻譜儀能夠勝任這樣的測(cè)量需求，能夠快速實(shí)時(shí)捕捉、分析掩蓋在背景噪聲中的目標(biāo)信號(hào)，即使它是快速、跳變、隨機(jī)變化的信號(hào)。

三、傳統(tǒng)掃頻式頻譜分析儀

傳統(tǒng)掃頻式頻譜分析儀（超外差式頻譜分析儀）會(huì)根據(jù)設(shè)定的起始頻率（屏幕最左邊）一直掃描到終止頻率（屏幕最右邊）。掃描時(shí)長(zhǎng)與Span設(shè)置、RBW設(shè)置等相關(guān)：Span越大，RBW越小，掃描一次所花的時(shí)間越多。在復(fù)雜環(huán)境的條件下，難以很好地獲取到快速變化信號(hào)的頻域信息。掃頻式頻譜分析儀的掃描過(guò)程可參考下圖。

圖1. 掃頻式頻譜分析儀的掃描過(guò)程

我們使用掃頻式頻譜分析儀來(lái)分析瞬態(tài)信號(hào)(比如藍(lán)牙信號(hào))。通過(guò)圖2可以看到每掃描一個(gè)Span得到的結(jié)果基本上都只有一個(gè)信號(hào)，但是測(cè)量的結(jié)果并不理想。頻譜儀正在掃描圖中紅色小點(diǎn)所在頻點(diǎn)上的信號(hào)，如果此時(shí)藍(lán)牙信號(hào)出現(xiàn)在其他頻點(diǎn)，掃描式頻譜儀則無(wú)法掃描到該信號(hào)。即使使用了Max Hold功能來(lái)記錄出現(xiàn)過(guò)的信號(hào)，部分信號(hào)細(xì)節(jié)也會(huì)逐漸被覆蓋掉，最后甚至看不清一個(gè)完整的瞬態(tài)信號(hào)。

圖2. 掃頻式頻譜分析儀對(duì)藍(lán)牙信號(hào)的分析

由此可見(jiàn)，除非當(dāng)待測(cè)信號(hào)剛好同時(shí)出現(xiàn)在掃描到的頻點(diǎn)，否則待測(cè)信號(hào)是無(wú)法被掃描到的，遺漏的幾率非常大。掃頻式頻譜分析儀很難捕捉到一些瞬態(tài)信號(hào)或者變化較快的異常信號(hào)，即使配合Max Hold功能記錄這段時(shí)間掃描到的信號(hào)，也會(huì)導(dǎo)致部分信號(hào)細(xì)節(jié)被覆蓋。與實(shí)時(shí)頻譜分析儀的掃描結(jié)果相比（見(jiàn)圖7），掃頻式頻譜分析儀在瞬態(tài)信號(hào)捕捉方面的表現(xiàn)難盡人意。

傳統(tǒng)掃頻式頻譜分析儀還可以使用Sweep FFT模式來(lái)處理信號(hào)。但是需要先采集一段信號(hào)并處理，處理完這段信號(hào)后再采集下一段信號(hào)，這種模式會(huì)存在盲區(qū)，也很難完整采集到瞬態(tài)信號(hào)。因此，傳統(tǒng)分析儀難以很好地獲取瞬態(tài)信號(hào)的頻域信息。

圖3. 掃頻式頻譜分析儀的一種掃頻FFT工作模式

四、實(shí)時(shí)頻譜分析儀

相對(duì)于傳統(tǒng)的掃描式頻譜分析儀，實(shí)時(shí)頻譜分析儀FFT輸出處理方式不一樣。傳統(tǒng)頻譜儀采用的FFT：采集信號(hào)—處理—顯示。在頻譜儀對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)候，這段時(shí)間內(nèi)是采集
不到信號(hào)的，信號(hào)遺漏的概率很大。

實(shí)時(shí)頻譜分析儀的FFT采用無(wú)縫處理，采集數(shù)據(jù)的同時(shí)在后臺(tái)做大量的FFT運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理的速度遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)采集的速度，可一次性對(duì)整個(gè)Span信號(hào)進(jìn)行快速處理。如圖4所示，當(dāng)處理速度大于采集速度的時(shí)候，可以保證在一直采集信號(hào)的同時(shí)，頻譜儀也能對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，不存在遺漏信號(hào)的問(wèn)題。

需要注意的是，實(shí)時(shí)頻譜分析儀并不是在所有的設(shè)置下都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫處理，當(dāng)Span和RBW都設(shè)置得比較大的時(shí)候，有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集時(shí)間小于數(shù)據(jù)處理時(shí)間，這種情況下實(shí)時(shí)頻譜分析儀無(wú)法工作在無(wú)縫處理模式。

圖4. 實(shí)時(shí)頻譜分析儀無(wú)縫處理示意圖

如圖4所示，F(xiàn)FT每次處理完之后需要等待一段時(shí)間之后才會(huì)進(jìn)入下一次處理，如果某個(gè)瞬態(tài)信號(hào)剛好出現(xiàn)在某個(gè)FFT窗鴿的邊緣，這個(gè)信號(hào)的幅度有可能被加窗影響到從而在FFT中得不到正確的體現(xiàn)，如圖5所示。

圖5. 加窗格可能導(dǎo)致信號(hào)遺失

為避免這種情況，實(shí)時(shí)頻譜分析儀會(huì)采用overlap處理，通過(guò)多次FFT分析來(lái)盡量還原瞬態(tài)信號(hào)，如圖6所示。通過(guò)overlap處理，可以提高瞬態(tài)信號(hào)的截獲概率和幅度測(cè)量度。

圖6. 使用overlap處理避免瞬態(tài)信號(hào)遺漏.jpg

衡量實(shí)時(shí)頻譜分析儀性能優(yōu)劣還有一個(gè)非常重要的指標(biāo)：POI，即100%截獲概率。一般用100% POI最小持續(xù)時(shí)間來(lái)表征頻譜分析儀對(duì)信號(hào)的穩(wěn)定捕獲和測(cè)量能力。德國(guó)AARONIA安諾尼SPECTRAN V6實(shí)時(shí)頻譜分析儀的POI可達(dá)10ns。

當(dāng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間大于最小持續(xù)時(shí)間的時(shí)候，頻譜分析儀可以100%捕獲到這個(gè)信號(hào)。反之，當(dāng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間不滿足POI的條件的時(shí)候，頻譜分析儀不能保證測(cè)量結(jié)果的精度。

與傳統(tǒng)掃描式頻譜分析儀相比，實(shí)時(shí)頻譜分析儀在瞬態(tài)信號(hào)測(cè)量上有更為顯著的優(yōu)勢(shì)，如圖7所示，使用實(shí)時(shí)頻譜分析儀測(cè)量藍(lán)牙信號(hào)。

圖7. 安諾尼V6實(shí)時(shí)頻譜分析儀測(cè)量藍(lán)牙信號(hào)

對(duì)比傳統(tǒng)頻譜分析儀，實(shí)時(shí)頻譜儀在捕獲瞬態(tài)信號(hào)方面有更大的優(yōu)勢(shì)，可以幫助用戶更好地分析偶發(fā)瞬態(tài)，或者隨機(jī)跳變的電磁頻譜信號(hào)。

五、實(shí)時(shí)頻譜分析儀有哪些關(guān)鍵指標(biāo)？

1、頻率范圍寬

德國(guó)AAORNIA安諾尼SPECTRAN V6的頻率范圍：10-20000MHz

2、實(shí)時(shí)帶寬大

德國(guó)AAORNIA安諾尼SPECTRAN V6的實(shí)時(shí)帶寬可達(dá)245MHz

3、超低的POI

德國(guó)AAORNIA安諾尼SPECTRAN V6的POI低至10nS

4、超快的掃描速度

德國(guó)AAORNIA安諾尼SPECTRAN V6的掃描速度：1THz/s

5、高I/Q數(shù)據(jù)流

德國(guó)AAORNIA安諾尼SPECTRAN V6的I/Q數(shù)據(jù)流高達(dá)784MBytes/s

六、安諾尼V6實(shí)時(shí)頻譜分析儀

德國(guó)AARONIA安諾尼實(shí)時(shí)頻譜分析儀SPECTRAN V6 采用新一代實(shí)時(shí)頻譜技術(shù)研發(fā)，是德國(guó)安諾尼研發(fā)生產(chǎn)的新一代的高性能實(shí)時(shí)頻譜分析儀，像安諾尼的所有產(chǎn)品一樣，SPECTRAN V6 X實(shí)時(shí)頻譜分析儀是在德國(guó)按照高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)和制造的。隨著V6的上市，德國(guó)安諾尼的實(shí)時(shí)頻譜分析儀產(chǎn)品從V5升級(jí)到了V6。

德國(guó)AARONIA安諾尼實(shí)時(shí)頻譜分析儀SPECTRAN V6 具有高達(dá)245MHz實(shí)時(shí)帶寬，雙USB真實(shí)I / Q流高達(dá)784MBytes/s、具備捕獲極短信號(hào)的能力（POI 10ns）。除此之外，安諾尼實(shí)時(shí)頻譜分析儀SPECTRAN V6 還集成了矢量信號(hào)發(fā)生器/跟蹤發(fā)生器。

SPECTRAN V6 實(shí)時(shí)頻譜分析儀掃描速度超過(guò)1THz / s，為緊湊型USB產(chǎn)品立了新標(biāo)準(zhǔn)，可以任意數(shù)量的設(shè)備并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)更高的實(shí)時(shí)帶寬。

附贈(zèng)的實(shí)時(shí)頻譜分析軟件RTSA-Suite PRO專為強(qiáng)大的V6實(shí)時(shí)頻譜硬件量身定制，使用SPECTRAN V6的堆疊套件，可以使多個(gè)設(shè)備緊湊地并聯(lián)使用。

德國(guó)AARONIA安諾尼實(shí)時(shí)頻譜分析儀SPECTRAN V6與所有的安諾尼天線兼容，省卻了第三方天線匹配過(guò)程，提升測(cè)試效率。