頻譜分析儀的種類與應(yīng)用

　　通訊監(jiān)測(cè)

　　無(wú)線通訊因頻譜使用的規(guī)定，必須使用高頻，并經(jīng)由天線收發(fā)信號(hào)，透過(guò)頻譜分 析儀搭配天線很容易偵測(cè)目前通訊信號(hào)的強(qiáng)度與載波的頻率，例如使用方向性天線，二組量測(cè)設(shè)備便能找出信號(hào)源，這也是相關(guān)單位取締非法電波(如非法地下電 臺(tái))的主要偵測(cè)技術(shù)。

　　依據(jù)需要可將頻譜分析儀之掃描頻寬適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，例如縮小或放大，進(jìn)行細(xì)微的 調(diào)整以評(píng)估受測(cè)地區(qū)的干擾信號(hào)狀況，這種方法可做為設(shè)計(jì)某地區(qū)通訊電臺(tái)或各類行動(dòng)通訊系統(tǒng)基地臺(tái)的參考。由方向性天線的調(diào)整量所測(cè)得的最高信號(hào)振幅，便可 依天線的方向性判定信號(hào)源方向，若配合鄰近的另一組監(jiān)測(cè)裝置，由兩組天線方向的交叉點(diǎn)就可得出信號(hào)源的位置，立即可偵測(cè)得知發(fā)射源的位置，以這種方法，透 過(guò)更多組的量測(cè)將可準(zhǔn)確得到發(fā)射源。

　　有線電視影像資訊的量測(cè)

　　有線電視(CATV)是透過(guò)同軸電纜或光纜電纜等纜線傳送視訊到用戶家中。 由于科技的發(fā)展，為了減少挖馬路埋設(shè)纜線的施工困難度并降低成本，已有廠商提議開放微波傳送或透過(guò)衛(wèi)星以對(duì)點(diǎn)(Spot)的方式將訊號(hào)傳送到用戶家中，目 前北美已有服務(wù)供應(yīng)商針對(duì)北加州用戶發(fā)射具有150個(gè)視訊頻道的衛(wèi)星訊號(hào)。因此纜線、微波與衛(wèi)星傳送視訊的方式已并存應(yīng)用于市場(chǎng)上，提供收視戶更多元化的 選擇。

　　CATV系統(tǒng) 的主要功能是傳送影像節(jié)目與數(shù)據(jù)資料，并保持系統(tǒng)的正常運(yùn)作，傳輸100個(gè)左右或更多頻道視訊，以及用戶終端資料檢索控制信號(hào)的適時(shí)反應(yīng)等雙向互動(dòng)式服務(wù) 等功能。在CATV系統(tǒng)中包括種類繁多的視訊信號(hào)，例如電壓與電流振幅、增益、頻率及功率等，其中增益、功率大多以對(duì)數(shù)值表示之。而射頻信號(hào)的振幅、頻率 可由一般儀器(如示波器)量測(cè)得之，信號(hào)相位(Phase)則由向量示波器(Vector Scope)量測(cè)，所謂向量示波器是具有極穩(wěn)定之環(huán)形時(shí)基示波器，可用于核對(duì)兩信號(hào)間的時(shí)間延遲。而頻譜分析儀正是CATV信號(hào)量測(cè)不可或缺的電子設(shè)備。

　　天線特性的量測(cè)

　　頻譜分析儀除了量測(cè)空氣中的信號(hào)強(qiáng)度振幅外，只要搭配橋接器 (Bridger)也能量測(cè)反射損失(Return loss)。由于行動(dòng)電話的普及，基地臺(tái)在城市中數(shù)量相當(dāng)多，由于電磁輻射傷害的疑慮一直困擾著使用者，因此，電磁波強(qiáng)度量測(cè)已逐漸被大家重視。頻譜分析 儀也可針對(duì)天線輻射強(qiáng)度或任意空間電磁強(qiáng)度進(jìn)行量測(cè)。

　　頻譜分析儀之使用

　　對(duì)于測(cè)量的可測(cè)與不可測(cè)與否，完全取決于頻譜分析儀的設(shè)定。這包括了對(duì)衰減器、頻率范圍與解析度頻寬的設(shè)置。頻譜分析儀的設(shè)定包括頻率范圍、解析度和動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍又涉及最大輸入功率即燒毀功率，增益壓縮使小于1W的輸入信 號(hào)一旦超過(guò)線性工作區(qū)域便會(huì)出現(xiàn)誤差。此外靈敏度也是考慮頻譜分析儀對(duì)輸入信號(hào)可測(cè)與否的關(guān)鍵。

　　參數(shù)頻率范圍要從兩個(gè)方面觀察，一是頻率范圍的設(shè)定是否夠窄，以具有足夠的 頻率分辨能力，也就是夠窄的掃頻寬度。二是頻率范圍是否有足夠的寬度，是否可以測(cè)到第二次、第三次諧波。當(dāng)用頻譜分析儀測(cè)量一個(gè)放大器諧波失真的時(shí)候，若 放大器為1GHz，則它的三次諧波就是3GHz，這就是要考慮頻率范圍的最大可測(cè)寬度。如果頻譜儀是1.8GHz，就不能進(jìn)行量測(cè)，如果頻譜分析儀是 26.5GHz，就可以測(cè)到它的第三，第四次諧波。

　　解析度也是頻譜分析儀中非常重要的參數(shù)設(shè)定。解析度表示當(dāng)要測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻率的 功率不一樣時(shí)，必須將它們區(qū)分開來(lái)。將中頻頻寬設(shè)置成三種不同的寬度，下面所對(duì)應(yīng)的就是在這一頻寬設(shè)置時(shí)所看到的曲線。中頻頻寬越窄則解析度越高，中頻頻 寬越寬則解析度越低。解析度頻寬直接影響到微小信號(hào)的識(shí)別能力和測(cè)量的結(jié)果。

　　本文簡(jiǎn)單介紹了頻譜分析儀的應(yīng)用與運(yùn)作，在許多應(yīng)用領(lǐng)域，頻譜分析儀都是工程師的好幫手。而頻譜分析儀的最佳狀態(tài)是由許多因素與參數(shù)所決定，因此需要全盤考量，而非追求單一指標(biāo)的完美，對(duì)各種基本因素與測(cè)量類型進(jìn)行分析，才能達(dá)到趨于完美的量測(cè)結(jié)果。