| 1 引言
---隨著無(wú)線(xiàn)電通信的日益普及,便攜式無(wú)線(xiàn)電測(cè)試儀器已逐漸成為無(wú)線(xiàn)電工程人員日常工程應(yīng)用中必不可少的工具。
---與臺(tái)式機(jī)相比,便攜式無(wú)線(xiàn)電測(cè)試儀器面臨的最大問(wèn)題在于：必須在體積小、重量輕和成本低的前提下保持足夠優(yōu)秀的射頻性能、實(shí)現(xiàn)豐富的測(cè)試功能并延長(zhǎng)電池工作時(shí)間。
---羅德與施瓦茨公司以其在無(wú)線(xiàn)電測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域七十余年的領(lǐng)先經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新技術(shù),成功推出了手持式頻譜儀R&S FSH3（100kHz～3GHz）和R&S FSH6（100kHz～6GHz）,很好的解決了以上問(wèn)題。
---由于R&S FSH在2.5kg（含電池）的重量下實(shí)現(xiàn)了便攜式頻譜儀在此前無(wú)法達(dá)到的優(yōu)良的射頻性能,它在2004年被指定成為國(guó)際空間站（ISS）項(xiàng)目專(zhuān)用便攜式頻譜儀,在國(guó)際空間站上圓滿(mǎn)完成了相關(guān)測(cè)試任務(wù)。  2 R&S FSH簡(jiǎn)介
 ---R&S FSH雖然被稱(chēng)為手持式頻譜儀,但它在不同的配置下,除了能進(jìn)行基本的頻譜分析外,還可以完成發(fā)射機(jī)與天饋線(xiàn)測(cè)試、無(wú)線(xiàn)電干擾查處、電磁場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)以及電磁兼容（EMC）診斷等測(cè)試。因此,可以把R&S FSH當(dāng)作一個(gè)便攜式多功能無(wú)線(xiàn)電測(cè)試平臺(tái),而不僅僅是一臺(tái)頻譜儀或一臺(tái)天饋線(xiàn)測(cè)試儀。
---可見(jiàn),R&S FSH優(yōu)良的射頻性能完全可以滿(mǎn)足大多數(shù)通用頻譜分析的需要。而R&S FSH6直到6GHz的最高頻率使其具備了進(jìn)行WLAN 802.11a網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和手機(jī)本振頻率（3.4GHz～9GHz）測(cè)試的能力,擴(kuò)大了手持式頻譜儀的應(yīng)用范圍。R&S FSH機(jī)身輕便,顯示清晰,其高亮無(wú)反光顯示屏幕即使在強(qiáng)烈日光下屏幕顯示仍然十分醒目（見(jiàn)圖1）。長(zhǎng)達(dá)4小時(shí)的電池工作時(shí)間省卻了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的后顧之憂(yōu)。
---除了進(jìn)行通用頻譜分析外,根據(jù)不同的配置,R&S FSH還可以應(yīng)用于很多測(cè)試領(lǐng)域。
3 R&S FSH在發(fā)射機(jī)與天饋線(xiàn)測(cè)試中的應(yīng)用
---發(fā)射機(jī)與天饋線(xiàn)測(cè)試是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作的最主要內(nèi)容之一。R&S FSH針對(duì)這類(lèi)測(cè)試提供了以下功能和選配件,豐富了測(cè)試內(nèi)容并提高了測(cè)試效率。
3.1 功率探頭
---平均功率探頭有R&S FSH-Z1： 10MHz～8GHz,200pW～200mW和R&S FSH-Z18： 10MHz～18GHz,200pW～200 mW。
---通過(guò)式功率探頭 有R&S FSH-Z44： 10MHz～8GHz,3mW～120W AVG/300W PEP和R&S FSH-Z14： 25MHz～1GHz,30mW～120W AVG/300W PEP。
---平均功率探頭測(cè)量發(fā)射機(jī)功率時(shí)需要使用大功率衰減器或定向耦合器,測(cè)量平均值。
---通過(guò)式功率探頭連在射頻通路中,不影響發(fā)射機(jī)正常工作,可測(cè)量平均功率、峰值包絡(luò)功率、反射功率、駐波比和回波損耗。
---以上功率探頭直接連接在R&S FSH主機(jī)上讀數(shù),使用十分方便。
 3.2 雙端口傳輸測(cè)量
---為了確定被測(cè)電纜（或?yàn)V波器/衰減器）的頻響特性,可以把被測(cè)電纜的兩端分別接到R&S FSH的射頻輸入（RF INPUT）和跟蹤源輸出（GEN OUTPUT）進(jìn)行雙端口傳輸測(cè)量。
---測(cè)試結(jié)果如圖2所示（以濾波器測(cè)量為例）,可見(jiàn),使用FSH-K2測(cè)量選件時(shí),矢量傳輸測(cè)量的動(dòng)態(tài)可高達(dá)80dB。
3.3 單端口電纜損耗測(cè)量
---需要駐波比橋R&S FSH-Z2和矢量傳輸與反射測(cè)量選件FSH-K2。
---當(dāng)被測(cè)電纜很長(zhǎng)（如一端連接在發(fā)射塔的天線(xiàn)上）,不方便將電纜的兩端分別接到R&S FSH的射頻輸入和跟蹤源輸出端進(jìn)行雙端口傳輸測(cè)量時(shí),可以用單端口電纜損耗測(cè)量方法獲得被測(cè)電纜的損耗參數(shù)。
---將被測(cè)電纜的一端連接在駐波比橋的測(cè)量端口,另一端短路或開(kāi)路即可。
---請(qǐng)注意,如果被測(cè)電纜的另一端是連接在天線(xiàn)上,可以將掃描頻率設(shè)置到偏離天線(xiàn)工作頻段的某頻點(diǎn)上,此時(shí),與天線(xiàn)相連的電纜端口可被看作是開(kāi)路。
3.4 電纜故障點(diǎn)DTF測(cè)量：R&S FSH-B1（需要駐波比橋R&S FSH-Z2）
---基于頻域反射原理,即用傅里葉變換將頻域轉(zhuǎn)換為時(shí)域,根據(jù)電纜類(lèi)型（電波在不同介質(zhì)中的傳播速度）,由跟蹤源信號(hào)到達(dá)故障點(diǎn)并反射回來(lái)的時(shí)間計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。
---R&S FSH-B1可以分辨相鄰幾厘米的故障點(diǎn),連接設(shè)置如圖3所示,測(cè)量結(jié)果如圖4所示。
3.5 SMITH圓圖的顯示
 ---R&S FSH是目前世界上首臺(tái)能顯示SMITH圓圖的手持式頻譜儀,需要駐波比橋R&S FSH-Z2和矢量傳輸與反射測(cè)量選件FSH-K2配合使用。SMITH圓圖為天饋線(xiàn)測(cè)試提供了更為直觀和有效的手段。連接設(shè)置與圖3相同,顯示結(jié)果如圖5所示。 4 R&S FSH在無(wú)線(xiàn)電干擾查處中的應(yīng)用
---R&S FSH的便攜性和優(yōu)良的射頻性能使它在無(wú)線(xiàn)電干擾查處中得到廣泛應(yīng)用。R&S提供了兩種解決方案：第一種方案將定向天線(xiàn)組HE200與FSH配合使用,用于無(wú)線(xiàn)電干擾的定位;第二種方案用于電磁場(chǎng)強(qiáng)的長(zhǎng)期和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
4.1 干擾定位方案R&S FSH + R&S HE200
---R&S HE200由三個(gè)便攜式高增益定向天線(xiàn)覆蓋從20MHz到3000MHz的頻段,其內(nèi)置的低噪聲寬帶放大器可以進(jìn)一步提高接收靈敏度。R&S HE200與R&S FSH配合使用可以極大地提高無(wú)線(xiàn)電信號(hào)定位的效率,該方案已在全國(guó)無(wú)線(xiàn)電委員會(huì)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)定位工作中成功應(yīng)用（見(jiàn)圖6）。
4.2 R&S FSH在監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
 ---便攜式電磁場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)R&S TS-EMF由R&S FSH和全向球形天線(xiàn)（30MHz～3GHz）以及控制軟件R&S RFEX組成。該方案可用于對(duì)某個(gè)地區(qū)站點(diǎn)或建筑內(nèi)的電磁場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行便攜式的短期監(jiān)測(cè)或定點(diǎn)的長(zhǎng)期（幾天至幾周）的監(jiān)測(cè)。另外,控制軟件R&S RFEX還可以讀取GPS信號(hào),從而確定不同地理位置的電磁場(chǎng)強(qiáng)。
---如果用其他高性能臺(tái)式頻譜儀、接收機(jī)（如R&S FSP/ESPI）或便攜式PN Scanner（如R&S TSMU）替代R&S FSH,該R&S TS-EMF系統(tǒng)甚 至還能進(jìn)行UMTS WCDMA基站信號(hào)的解碼,測(cè)量不同WCDMA基站在相應(yīng)頻率的發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)。 5 R&S FSH在電磁兼容（EMC）診斷測(cè)試中的應(yīng)用
---R&S FSH-K3接收機(jī)模式選件可使R&S FSH成為一臺(tái)電磁兼容接收機(jī),雖然沒(méi)有配備預(yù)選器,但R&S FSH可以廣泛應(yīng)用于在電磁干擾（EMI）診斷測(cè)試中。在接收機(jī)模式下,R&S FSH可使用規(guī)定的檢波器（峰值、平均值、有效值或準(zhǔn)峰值）和CISPR（-6dB）帶寬（200 Hz、9kHz、120 kHz或1MHz）進(jìn)行電磁干擾測(cè)試。因此,在電子產(chǎn)品的研發(fā)階段,研發(fā)工程師可以將近場(chǎng)探頭組R&S HZ-15（30 MHz ～ 3 GHz）和R&S FSH配合使用,用來(lái)確定產(chǎn)品（如電路板）各點(diǎn)的電磁干擾發(fā)射,以便及時(shí)更改設(shè)計(jì),保證最終產(chǎn)品能順利通過(guò)國(guó)家規(guī)定的電磁兼容測(cè)試。另外,還可以用預(yù)放大器R&S HZ-16來(lái)提高測(cè)量的靈敏度,R&S HZ-16的增益為20dB,噪聲系數(shù)為4.5dB。 6 R&S FSH的其他功能及附件
 ---R&S FSH還有一些很實(shí)用的功能,如：
* 以各種通信標(biāo)準(zhǔn)的信道號(hào)來(lái)改變中心頻點(diǎn)。
* 載噪比（C/N和C/N0）測(cè)量,模擬和數(shù)字電視信號(hào)測(cè)量。
* 低噪聲模式（靈敏度最大）和低失真模式（互調(diào)產(chǎn)物最�。�。
* 免費(fèi)控制軟件R&S FSH View：長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)試,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。
* 外部觸發(fā)輸入口還可作為外部參考輸入,用于提高測(cè)量的頻率精度。
* 矢量發(fā)射和傳輸測(cè)量功能R&S FSH-K2,該功能同時(shí)測(cè)量幅度和相位,與標(biāo)量測(cè)量相比,顯著提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度和動(dòng)態(tài)范圍,還可讀出幅度和相位數(shù)據(jù)。
R&S FSH的一些附件為實(shí)際測(cè)量提供了極大便利,如：
* 12V車(chē)載點(diǎn)煙器適配器：R&S FSH-Z21,方便野外充電。
* 集成的開(kāi)路/短路/匹配校準(zhǔn)件：R&S FSH-Z29,可掛在胸前。
* 硬質(zhì)鋁箱：R&S FSH-Z6;便攜軟背包：R&S FSH-Z25,方便隨身攜帶。
* RS232光接口到USB接口的轉(zhuǎn)換連接線(xiàn)：R&S FSH-Z37,方便無(wú)串口的電腦使用。 |
