在當(dāng)今復(fù)雜的電磁環(huán)境中，便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀成為眾多領(lǐng)域不可或缺的工具。無(wú)論是通信領(lǐng)域的信號(hào)監(jiān)測(cè)與干擾排查，還是科研工作中的頻譜分析，亦或是工業(yè)生產(chǎn)中的電磁兼容性檢測(cè)，一款合適的便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀都能極大地提高工作效率與準(zhǔn)確性。本文將以西安同步研發(fā)生產(chǎn)的SYN5213系列頻譜分析儀為例將為大家介紹一下頻譜分析儀和頻率計(jì)的區(qū)別以及如何挑選一款合適的實(shí)時(shí)頻譜分析儀。

一、便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀的獨(dú)特之處?
便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀采用寬帶數(shù)字化采集技術(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行并行處理，無(wú)需掃頻即可實(shí)時(shí)捕獲整個(gè)頻譜范圍內(nèi)的信號(hào)變化。它具備瞬時(shí)帶寬（IBW），可以同時(shí)分析多個(gè)頻率點(diǎn)的信號(hào)，適用于監(jiān)測(cè)短時(shí)突發(fā)信號(hào)、瞬態(tài)干擾信號(hào)和跳頻信號(hào)，還能夠執(zhí)行時(shí)頻分析，觀察信號(hào)隨時(shí)間變化的頻譜分布。與傳統(tǒng)頻譜分析儀相比，其最大優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)信號(hào)的頻譜動(dòng)態(tài)，不錯(cuò)過(guò)任何瞬間的信號(hào)變化。例如在無(wú)線通信中，跳頻信號(hào)的頻率不斷變化，傳統(tǒng)頻譜分析儀可能會(huì)因掃描速度問(wèn)題而遺漏部分頻率信息，而便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀則可完整捕獲其跳頻過(guò)程。?

二、與頻率計(jì)的區(qū)別?
（一）測(cè)量對(duì)象與顯示形式?
以同步天下的SYN5637型頻率計(jì)為例，頻率計(jì)主要功能是測(cè)量信號(hào)的頻率，并以數(shù)字形式直接顯示信號(hào)的重復(fù)周期或頻率值（單位：Hz），例如常見的頻率計(jì)可以精確顯示信號(hào)頻率為 10.000123MHz。而便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀重點(diǎn)分析信號(hào)的頻域特性，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域圖譜，以 “頻率 - 幅度” 曲線展示，可同時(shí)顯示多個(gè)頻率分量及其強(qiáng)度。比如測(cè)試一個(gè)復(fù)雜的通信信號(hào)，頻率計(jì)只能給出其中心頻率，而頻譜分析儀則能展示出該信號(hào)的主頻率、諧波頻率以及各頻率分量的幅度大小，呈現(xiàn)出一幅完整的頻譜 “畫卷”。?
（二）測(cè)量功能與應(yīng)用場(chǎng)景?
頻率計(jì)適用于高精度測(cè)量單一頻率值的場(chǎng)景，如振蕩器、時(shí)鐘校準(zhǔn)、頻率合成器測(cè)試、電子設(shè)備頻率穩(wěn)定性驗(yàn)證等。在電子實(shí)驗(yàn)室中，校準(zhǔn)晶振的頻率時(shí)，頻率計(jì)的高精度測(cè)量能確保晶振輸出頻率符合標(biāo)準(zhǔn)。而西安同步的SYN5213系列頻譜分析儀功能更為豐富，可用于測(cè)量信號(hào)帶寬、諧波、雜散、噪聲等，支持調(diào)制分析（如 AM/FM/QAM）、實(shí)時(shí)頻譜監(jiān)測(cè)等。在通信系統(tǒng)調(diào)試中，工程師通過(guò)它分析基站信號(hào)的帶寬、諧波失真以及調(diào)制質(zhì)量，確保通信信號(hào)的質(zhì)量與穩(wěn)定性；在電磁干擾（EMI）檢測(cè)中，能快速定位干擾源的頻率及強(qiáng)度，為解決電磁干擾問(wèn)題提供關(guān)鍵依據(jù)。?
（三）技術(shù)原理差異?
頻率計(jì)基于計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)周期數(shù)）或鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)來(lái)測(cè)量頻率。例如簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到信號(hào)頻率。而SYN5213H型平板頻譜分析儀基于傅里葉變換，將信號(hào)分解為不同頻率分量。超外差式頻譜分析儀通過(guò)多次變頻技術(shù)，將高頻信號(hào)降至中頻進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)高分辨率和大動(dòng)態(tài)范圍的頻譜分析；基于傅里葉變換的頻譜分析儀則通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣，再利用快速傅里葉變換算法將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)進(jìn)行分析。?

三、挑選便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀的關(guān)鍵要點(diǎn)?
（一）頻率范圍?
確定應(yīng)用所需的頻率范圍至關(guān)重要。不同的使用場(chǎng)景對(duì)頻率范圍要求差異很大，如在常見的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，需覆蓋 2.4GHz 或 5 - 7GHz 的載波頻率。同時(shí)，還要考慮測(cè)量帶外發(fā)射和諧波的需要，例如一些設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生二次、三次或更高次諧波，若要全面分析信號(hào)質(zhì)量，頻譜分析儀的頻率范圍應(yīng)能覆蓋這些諧波頻率。一款優(yōu)秀的便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀，頻率范圍通常在 9kHz - 6GHz，部分高端型號(hào)甚至可達(dá) 40GHz，例如SYN5213H型手持式頻譜分析儀可滿足從低頻到高頻的多種測(cè)試需求。?
（二）瞬時(shí)帶寬和測(cè)量速度?
對(duì)于實(shí)時(shí)頻譜監(jiān)測(cè)等應(yīng)用，需要儀器對(duì)頻譜的大部分區(qū)域進(jìn)行快速采集，同時(shí)進(jìn)行快速信號(hào)處理。信號(hào)處理能力越強(qiáng)，“截獲概率”時(shí)間就越短，即能夠捕獲、處理和顯示快速瞬變和意外射頻行為的能力越強(qiáng)。在一些對(duì)信號(hào)變化捕捉要求極高的場(chǎng)景，如電子戰(zhàn)中的信號(hào)監(jiān)測(cè)，100% 檢測(cè)概率捕獲持續(xù)時(shí)間最短可達(dá)15μs 的信號(hào)，確保不錯(cuò)過(guò)任何關(guān)鍵信號(hào)。因此，在挑選時(shí)要關(guān)注儀器的瞬時(shí)帶寬和測(cè)量速度指標(biāo)，帶寬越寬、測(cè)量速度越快，越能適應(yīng)復(fù)雜多變的信號(hào)環(huán)境。SYN5213系列平板頻譜分析儀最大100MHz分析帶寬；1.1THz/s頻譜掃描速度。
（三）分辨率帶寬（RBW）?
在信號(hào)密集的環(huán)境中，如商用無(wú)線頻段和衛(wèi)星通信，信號(hào)間距很近，此時(shí)高采樣率和產(chǎn)生較低分辨率帶寬的能力對(duì)于分辨和分析信號(hào)至關(guān)重要。RBW 決定了頻譜分析儀區(qū)分兩個(gè)相鄰頻率信號(hào)的能力，RBW 越小，能分辨的頻率間隔越近。例如在分析多個(gè)相近頻率的通信信道時(shí)，只有具備足夠小 RBW 的頻譜分析儀，才能清晰地將各個(gè)信道的信號(hào)區(qū)分開來(lái)，準(zhǔn)確測(cè)量每個(gè)信道的參數(shù)。?

（四）動(dòng)態(tài)范圍?
在雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)試等應(yīng)用中，發(fā)射信號(hào)及其回波的振幅相差很大，或者在監(jiān)測(cè)射頻頻譜以判斷是否存在未經(jīng)授權(quán)的發(fā)射機(jī)時(shí)，更高的動(dòng)態(tài)范圍對(duì)于同時(shí)測(cè)量強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)而不使接收機(jī)飽和至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)范圍是指儀器能同時(shí)測(cè)量的最強(qiáng)與最弱信號(hào)的比值（通常以 dB 表示），動(dòng)態(tài)范圍越大，越能在強(qiáng)信號(hào)附近檢測(cè)到微弱信號(hào)。比如在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，既有強(qiáng)大的基站發(fā)射信號(hào)，又可能存在微弱的干擾信號(hào)，高動(dòng)態(tài)范圍的頻譜分析儀能夠同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量這兩種信號(hào)，為后續(xù)分析提供全面數(shù)據(jù)。?
（五）靈敏度?
靈敏度對(duì)于檢測(cè)低電平信號(hào)至關(guān)重要。在電子戰(zhàn)或遙感等對(duì)靈敏度要求高的應(yīng)用中，需要選擇本底噪聲低的分析儀。例如在尋找微弱的無(wú)線信號(hào)源時(shí)，靈敏度高的頻譜分析儀能夠在眾多干擾信號(hào)中檢測(cè)到極其微弱的目標(biāo)信號(hào)，而靈敏度低的儀器可能會(huì)忽略這些微弱信號(hào)，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確完成任務(wù)。
（六）專屬觸發(fā)?
捕獲快速射頻瞬變、不可預(yù)見的信號(hào)和罕見的射頻效應(yīng)需要對(duì)射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行新的觸發(fā)方式。例如在特定頻譜區(qū)域上的功率密度觸發(fā)、在功率和頻率上應(yīng)用自定義的觸發(fā)區(qū)域，并就特定脈沖持續(xù)時(shí)間捕獲數(shù)據(jù)。這種專屬觸發(fā)功能能夠讓頻譜分析儀在復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境中，精準(zhǔn)地捕捉到感興趣的信號(hào)，提高信號(hào)分析的針對(duì)性和有效性。比如在檢測(cè)突發(fā)的干擾信號(hào)時(shí)，通過(guò)設(shè)置合適的觸發(fā)條件，頻譜分析儀可以迅速鎖定干擾信號(hào)，記錄其特征，為后續(xù)解決干擾問(wèn)題提供依據(jù)。?
（七）便攜性和尺寸?
既然是便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀，便攜性和尺寸自然是重要考量因素。儀器應(yīng)體積小、重量輕，方便攜帶至不同場(chǎng)所進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。同時(shí)，要具備良好的電池續(xù)航能力，以滿足長(zhǎng)時(shí)間戶外工作需求。例如，SYN5213系列平板頻譜儀重量≤1.5kg，且采用 10.1寸大屏，支持多種操作模式，無(wú)論是手持、機(jī)動(dòng)還是車載使用都非常便捷，能適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境。?

四、小結(jié)
挑選一款合適的便攜式實(shí)時(shí)平板頻譜分析儀建議綜合考慮多個(gè)因素，權(quán)衡各項(xiàng)指標(biāo)與自身應(yīng)用場(chǎng)景的匹配度。同時(shí)，明晰其與頻率計(jì)的區(qū)別，避免選錯(cuò)設(shè)備。只有這樣，才能挑選到一款性能卓越、滿足工作需求的便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀。

審核編輯 黃宇