測量空中干擾常備的儀器-低本底噪聲頻譜分析儀

　　測量干擾—尤其是空中干擾—通常必須使用具備極低本底噪聲或DANL的頻譜分析儀。DANL由分辨率帶寬(RBW)設(shè)置決定，其參數(shù)值越低，噪聲就越小。通常，RBW縮小到原數(shù)的1/10，可使本底噪聲降低10 dB。如前所述，分析儀的測量掃描時(shí)間是RBW的反函數(shù)，因此RBW設(shè)置越小，需要的掃描時(shí)間就越長。由于快速測量和顯示低電平信號(hào)的能力與分析儀檢波器的信噪比(SNR)有直接關(guān)系，所以降低分析儀的輸入衰減量即可改善信號(hào)電平。輸入衰減值越小(通常低至0 dB)，則RBW就越大，從而掃描時(shí)間越短。使用內(nèi)置或外部前置放大器也能改善檢波器中的被測信號(hào)電平。FieldFox在2.4 GHz處的DANL技術(shù)指標(biāo)值為-138 dBm(不使用前置放大器)和-154 dBm(使用內(nèi)置前置放大器)。

　　當(dāng)降低輸入衰減和測量大幅度信號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對分析儀給予特別關(guān)注。大幅度信號(hào)會(huì)使分析儀前端過度激勵(lì)，從而導(dǎo)致內(nèi)部生成失真或儀器損壞。分析儀可顯示內(nèi)部生成的失真，就像它來自感興趣的信號(hào)。在這些條件下，衰減器設(shè)置應(yīng)當(dāng)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍。FieldFox包含一個(gè)30 dB衰減器，該衰減器可以5 dB的步進(jìn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)化測量的動(dòng)態(tài)范圍。

　　在選擇分析儀時(shí)，測量精度、掃描速度和分析儀便攜性是極其重要的要求，因?yàn)楝F(xiàn)場測試往往是在船舶、航空航天和車載應(yīng)用中極其惡劣的條件下進(jìn)行，包括高海拔高度(例如戶外高塔和桅桿裝置)和狹窄空間等。當(dāng)在現(xiàn)場進(jìn)行干擾測試時(shí)，需要對測量設(shè)備的許多主要特性都加以考慮，包括頻譜分析儀需要堅(jiān)固耐用，電池使用壽命長而且能夠快速更換，能夠從暫停狀態(tài)快速恢復(fù)到工作狀態(tài)，內(nèi)置GPS、直流模塊和直流電壓源。直流電壓源與外部偏置T型接頭搭配使用，非常適合對衛(wèi)星應(yīng)用中的低噪聲模塊(LNB)供電。高頻率高達(dá)26.5 GHz的高性能FieldFox分析儀能夠滿足在所有環(huán)境條件下進(jìn)行現(xiàn)場測試的所有要求。

　　測試天線是干擾測試元器件的另一個(gè)重要部分。它應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成覆蓋感興趣的頻率范圍，同時(shí)具備輕巧便攜的特點(diǎn)。使用FieldFox頂部安裝的N型陰頭50歐姆連接器，可將天線直接連接到頻譜分析儀。雖然在進(jìn)行現(xiàn)場測試時(shí)N型連接器更耐用，不過FieldFox還提供了APC-3.5端口連接器選件。理想狀況下，天線的特征應(yīng)當(dāng)與處于調(diào)查中的無線系統(tǒng)所用的測試天線類似。如果系統(tǒng)天線是具有垂直極化的低增益全向天線，那么頻譜分析儀連接的天線也應(yīng)一樣。

　　當(dāng)檢測寬頻率范圍內(nèi)的頻譜時(shí)，可使用典型的窄帶系統(tǒng)天線替代寬帶鞭狀天線。市場上可供選擇的寬帶天線有很多種，包括Keysight N9311x-500和N9311x-501(分別覆蓋70 MHz至1000 MHz以及700 MHz至2500 MHz的頻率范圍)。當(dāng)測量極其微弱的信號(hào)或?qū)Ψ窃S可發(fā)射機(jī)測向時(shí)，應(yīng)將高增益定向天線連接至分析儀。是德科技提供了多種型號(hào)的定向天線，包括N9311x-504、508和518，其增益分別為4至5 dBi，頻率范圍分別高達(dá)4、8和18 GHz。圖1顯示了兩個(gè)空中測量，對使用低增益全向天線時(shí)的響應(yīng)(藍(lán)色跡線)和使用高增益9 dBi八木天線時(shí)的響應(yīng)(黃色跡線)進(jìn)行了比較。使用高增益天線時(shí)，未知信號(hào)的幅度測量值顯著增加，但這個(gè)測量要求天線指向高信號(hào)幅度的方向。如果這個(gè)高增益天線沒有指向信號(hào)源，那么幅度會(huì)小于使用全向天線進(jìn)行測量時(shí)的幅度。