频谱分析仪的应用及类型-电子工程世界

与网络分析仪、示波器以及信号发生器一样，频谱分析仪也属于必不可少的射频测试测量仪器。而在所有射频测试仪器中，频谱分析仪是功能最为齐全的一类，能够完全适用于实验室设备，或集成在较大的射频测试组件中，也可以用作移动射频信号/干扰捕获应用的一部分，甚至可以是无线和手机信号塔技术人员的随身穿戴装备。这些设备对于识别和定位干扰信号以及测量射频组件和系统来说至关重要。

一、频谱分析仪的应用

频谱分析仪在本质上是专业度极高且可进行不同配置调整的接收器，因此应用范围非常广泛，能够用于检测和测量连续波（CW）及调制射频/微波信号。通常情况下，频谱分析仪的感应硬件以及相关功能项与软件及控制系统相结合使用，进而实现更为强大的信号信息收集和测量。例如，某些频谱分析仪可用于测量动态范围、峰值功率、平均功率、峰值平均功率比（PAPR），以及其他在表征射频设备中所需的性能测量。

用户在使用频谱分析仪时，最常见也最熟悉的界面是标准频率与信号功率曲线。一些频谱分析仪还可以绘制出在一段时间内的频率和信号功率，称为瀑布图，这对于分析处于该时间段内的瞬态信号特性来说非常有用。其他常见的频谱分析仪界面还包括调制/解调图示，其中有部分能够直接显示来自输入信号的IQ数据。

二、频谱分析仪的类型

频谱分析仪也称信号分析仪，主要类型有：扫频式频谱分析仪（SSA）和实时频谱分析仪（RTSA）。

（1）扫频式频谱分析仪（SSA）使用调谐元件沿所需的频率范围进行扫描。老式的扫频式频谱分析仪（SSA）在工作时使用模拟调谐、滤波及显示元件，而现代扫频式频谱分析仪（SSA）将输入信号数字化，并使用快速傅立叶变换（FFT）方法将时域输入信号转换为频域。

（2）实时频谱分析仪（RTSA）与扫频式频谱分析仪（SSA）相似，不同之处在于实时频谱分析仪（RTSA）在扫描时，使用叠加的FFT，从而可以捕获持续时间非常短的信号。实时频谱分析仪（RTSA）还可以用于在设定的频率范围内连续捕获信号信息，直到达到实时带宽的极限。

三、频谱仪常用配件：

近场探头：近场探头的作用类似于宽带天线，用于拾取组件，PCB 迹线，外壳开口或缝隙以及可能发射射频的任何其他部件的辐射。常用于辐射发射 EMC预一致性测量。

N型转接头：频谱仪输入接口通常为 N 型接头，通常需要通过转接头进行转接 SMA 或 BNC 线缆使用。

射频线缆：SMA 或 BNC 等射频信号传输线缆。

天线：用于接收空间信号连入频谱仪的部件，通常分全向天线和定向天线两种。

VSWR 桥：利用驻波比电桥测驻波，特别是对于天线驻波比的测量。

功率衰减器：功率衰减器是在指定的频率范围内，对信号功率进行定量衰减的电路，将超出频谱仪量程的信号通过功率衰减器衰减然后测量，可提高频谱仪动态范围。