既然是要講跳頻技術(shù)了，我們的進(jìn)階也來(lái)個(gè)跳得猛的，沒(méi)有過(guò)渡，直接“由儉入了奢”，從那個(gè)入門(mén)級(jí)的直升機(jī)玩具的遙控器直接跳到專業(yè)級(jí)的遙控器 --- 帶跳頻的2.4GHz的Futaba T8FG！

FutabaT8FG 是Futaba公司的一款高端產(chǎn)品，工作在2.4GHz的ISM頻段，采用了FASST技術(shù)，(FutabaAdvanced Spread Spectrum Technology)，收發(fā)器配對(duì)之后，可以按同樣的節(jié)奏，在很寬的頻率范圍內(nèi)以2ms的間隔快速跳頻。它還具有預(yù)先搜索是否有信道被占用等功能，遙控距離可以達(dá)到2公里以上。玩兒競(jìng)技型的高速無(wú)人機(jī)，很講究操控的實(shí)時(shí)性和可靠性，控制信號(hào)一旦被阻斷或被干擾，后果可能很?chē)?yán)重。我所見(jiàn)到過(guò)的大大小小，不管是固定翼還是旋翼的無(wú)人機(jī)，凡是對(duì)可靠性和操控性要求比較高的，都在使用Futaba的遙控器。

圖1：專業(yè)級(jí)航模+專業(yè)級(jí)遙控器

圖2：專業(yè)級(jí)遙控器的測(cè)量設(shè)置

很好奇它發(fā)出的遙控信號(hào)又是怎樣一番景象？微測(cè)一下就知道了！因?yàn)橐獪y(cè)2.4GHz的信號(hào)，這次的微測(cè)使用了一臺(tái)RIGOL的頻譜分析儀DSA875，它的測(cè)量范圍是9kHz到7.5GHz。找了一根2.4GHz的天線，工作的頻率范圍與遙控器的天線正好對(duì)上，測(cè)量設(shè)置如圖2所示。

把頻譜分析儀的頻率范圍設(shè)置為起始頻率2.38GHz,終止頻率2.5GHz,遙控器不開(kāi)機(jī)，先檢查一下這個(gè)頻段的背景信號(hào)，看看我周?chē)袥](méi)有其他的信號(hào)也出現(xiàn)在這個(gè)頻段上，通過(guò)圖3可以看到，的確有幾個(gè)鼓包，查了一下，這幾個(gè)信號(hào)應(yīng)該都是我周?chē)腤LAN信號(hào)。把這個(gè)背景信號(hào)的軌跡存起來(lái)，以便后續(xù)做比對(duì)，區(qū)分信號(hào)用。

圖3：檢查這個(gè)頻段的背景信號(hào)

接下來(lái)，遙控器開(kāi)機(jī)，這時(shí)在頻譜分析儀的屏幕上馬上能看到冒出來(lái)的信號(hào)，它是忽左忽右，跳來(lái)跳去，而且跳得還挺快！如圖3所示，看來(lái)這就是傳說(shuō)中的跳頻信號(hào)。通過(guò)峰值標(biāo)尺測(cè)一下在某個(gè)時(shí)刻抓到的一個(gè)譜，它的頻率是2.4644GHz,功率是-9.62dBm，如圖4所示。

圖4：遙控器的開(kāi)機(jī)后的信號(hào)

瀏覽了一下遙控器的菜單設(shè)置，發(fā)現(xiàn)有個(gè)關(guān)于頻率的設(shè)置，如圖5,6所示，可以在“GENERAL”和“FRANCE”之間選擇。

圖5：頻率設(shè)置

圖6：頻率設(shè)置

為了觀察遙控器跳頻的頻率范圍，采用了頻譜儀的最大保持功能，由于這個(gè)信號(hào)跳得很快，如果頻譜儀的掃描速度也能足夠快，就不會(huì)丟信號(hào)。我把DSA875設(shè)置成掃描時(shí)間是1ms,抓這個(gè)快速跳頻的信號(hào)夠用了，所以沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，就能清楚地看到這個(gè)遙控器的頻率變化范圍：它的信號(hào)基本上以2.44GHz為中心，左右一共占用了將近74MHz的頻譜寬度，如圖7所示，跳得夠快，也夠?qū)挼摹?/p>

圖7：跳頻信號(hào)占用的頻譜總寬度

它一共有多少個(gè)信道？從圖8可以清楚地?cái)?shù)出來(lái)，左起的第一個(gè)信道的中心頻率是2.0455GHz,往右數(shù)，最右邊的信道的中心頻率是2.477GHz, 一共有36個(gè)信道。

圖8：總共擁有36個(gè)信道

圖9：最右邊的信道的中心頻率是2.477GHz

從圖10可以看出每個(gè)信道的寬度是~2MHz，這與遙控器給的指標(biāo)也一致。

圖10：每個(gè)信道的寬度是2MHz

展開(kāi)，看看每個(gè)信道的具體分布情況，一個(gè)個(gè)相間排列，如圖11所示。汽車(chē)要變道還得一條一條地跨越，而這遙控器發(fā)出的跳頻信號(hào)能在這36條道之間“隨意變道”，經(jīng)常是一下跳越若干條道，你想“跟車(chē)”？很難。所以，發(fā)生“撞頻”的概率大大降低了。

圖11：展開(kāi)看每個(gè)信道的頻譜

這是在“GENERAL”模式下的頻譜情況，查了一下產(chǎn)品的指標(biāo)，在這個(gè)通用模式下，它的工作頻率范圍是 2405.376MHz - 2477.056 MHz。在歐洲的很多國(guó)家，對(duì)2.4GHz的ISM頻段的使用有他們的規(guī)定，只能使用2407.424- 2450.432 MHz這個(gè)頻段。好，現(xiàn)在切換到“FRANCE”模式，看看頻譜的實(shí)際情況如何。

圖12：“FRANCE”模式下的頻譜分布

從圖12 可以看出，與通用模式相比，“FRANCE”模式在最左側(cè)少了一個(gè)信道，在右側(cè)少了一堆的信道，數(shù)了數(shù)，一共少了14個(gè)信道，看來(lái)在歐洲的一些國(guó)家，像法國(guó)，奧地利，意大利，比利時(shí)，俄羅斯等國(guó)家，只能用其中的22個(gè)信道，否則可能就會(huì)有人管你了，歐洲人民不爽也沒(méi)辦法。

當(dāng)使用這個(gè)遙控器去控制一架新的飛機(jī)時(shí)，為了更好地進(jìn)行匹配，確保無(wú)人機(jī)受控，廠家建議用戶最好要先進(jìn)行“RangeChecking”：把無(wú)人機(jī)放置在一個(gè)距離地面1到1.5米的塑料或木質(zhì)的桌子上，打開(kāi) “RangeChecking”模式，此時(shí)的遙控器的發(fā)射功率會(huì)比正常工作時(shí)降低，操作者拿著遙控器緩慢走遠(yuǎn)到大概30到50米的位置，如果還能正?？刂茻o(wú)人機(jī)，說(shuō)明距離檢測(cè)通過(guò)。

通過(guò)頻譜儀，可以觀測(cè)一下在這個(gè)模式下的發(fā)射信號(hào)的情況。如圖13所示，打開(kāi)遙控器的“Range Checking”模式。

圖13：打開(kāi)遙控器的“RangeChecking”模式

此時(shí)遙控器進(jìn)行90秒的“RangeChecking”，通過(guò)頻譜儀記錄下這個(gè)過(guò)程中的信號(hào)的頻譜情況，發(fā)現(xiàn)頻率范圍沒(méi)變，但功率明顯降低了20dB，也就是發(fā)射功率僅為正常工作模式下的100mW的1%，大約1mW。此時(shí)的有效遙控距離只相當(dāng)于正常距離的 1/10，遙控距離會(huì)大大縮短，所以，使用說(shuō)明書(shū)上告誡使用者千萬(wàn)不要在這個(gè)模式下去操控飛機(jī)，否則會(huì)跑丟的。90秒結(jié)束，信號(hào)的功率又自動(dòng)回復(fù)到正常水平。

圖14：遙控器的“RangeChecking”模式下發(fā)射功率降低20dB

既然是跳頻信號(hào)，好奇它在時(shí)域的表現(xiàn)。通過(guò)解調(diào)，可以看到這個(gè)信號(hào)的一個(gè)時(shí)隙大概是2ms,如圖15所示。

圖15：跳頻信號(hào)的一個(gè)時(shí)隙

展開(kāi)，還可以大致看看跳頻信號(hào)所攜帶的基帶調(diào)制信息，如圖16所示。

圖16：跳頻信號(hào)的基帶調(diào)制信號(hào)

還可以通過(guò)“瀑布圖”顯示方式來(lái)看看跳頻信號(hào)的頻率隨著時(shí)間的變化趨勢(shì)，如圖17所示。

圖17：使用瀑布圖觀察跳頻信號(hào)的跳頻規(guī)律

以上，我們對(duì)這個(gè)專業(yè)級(jí)的帶跳頻的2.4GHz的Futaba T8FG遙控器進(jìn)行了微測(cè)，與上一個(gè)入門(mén)級(jí)的遙控器相比，信號(hào)復(fù)雜多了吧。它的遙控信號(hào)可以在74MHz的頻率范圍內(nèi)按自己的規(guī)律跳頻，除非你摸到了它的跳頻規(guī)律，進(jìn)行同頻段同步干擾，要么就進(jìn)行整個(gè)74MHz頻段的寬頻范圍全覆蓋，高功率干擾，否則很難干擾它，這種技術(shù)可以在比較復(fù)雜的電磁環(huán)境下使用，即使多人同時(shí)使用同樣的遙控器，發(fā)生“撞頻”的概率也極低。另外，快速跳頻，2ms的時(shí)隙，玩兒競(jìng)技航模，很講究舵機(jī)的遙控反應(yīng)速度，這種遙控器能很好地滿足專業(yè)人士的需求。