Ceyear 4051信號/頻譜分析儀提供了實(shí)時(shí)頻譜分析功能，在干擾環(huán)境下進(jìn)行頻譜測試或在正常工作狀態(tài)下查找干擾是實(shí)時(shí)頻譜分析功能的主要優(yōu)勢，同時(shí)還具有高截獲概率以及快速準(zhǔn)確的頻譜分析測量能力。實(shí)時(shí)頻譜分析功能廣泛應(yīng)用于瞬態(tài)、短時(shí)、偶發(fā)信號的測量與分析，測量顯示界面如圖1所示。
圖1 實(shí)時(shí)頻譜分析功能界面顯示
基于頻譜統(tǒng)計(jì)的數(shù)字熒光頻譜圖是一個(gè)二維的直方圖，它采用位圖圖像方式進(jìn)行顯示，每一個(gè)位圖像素代表的是信號頻率和幅度聯(lián)合的統(tǒng)計(jì)信息，顏色的深淺（暖色調(diào)和冷色調(diào)）代表統(tǒng)計(jì)次數(shù)的高低，數(shù)字熒光視圖如圖2所示。因此，數(shù)字熒光頻譜圖在一個(gè)二維圖譜上顯示三維數(shù)，橫軸代表頻率，縱軸代表幅度，像素點(diǎn)的色彩是第三個(gè)維度代表密度，即統(tǒng)計(jì)次數(shù)（命中數(shù)）。
圖2 數(shù)字熒光頻譜視圖示意圖
實(shí)時(shí)頻譜分析憑借數(shù)字熒光頻譜圖與無縫瀑布圖等圖的優(yōu)勢，能夠發(fā)現(xiàn)瞬態(tài)信號、查找大信號下的小信號并且能夠查看信號隨時(shí)間變化的全部過程。
1 發(fā)現(xiàn)信號
1.1 發(fā)現(xiàn)強(qiáng)信號下的弱信號
RF信號的多樣化和普遍性增加了系統(tǒng)和信號相互干擾的可能性。RF環(huán)境的復(fù)雜化使得系統(tǒng)極易受到其他信號的干擾或自身產(chǎn)生難以察覺到的干擾信號，利用傳統(tǒng)掃頻式頻譜分析儀器很難在工作環(huán)境中識別到干擾信號及其來源。
數(shù)字熒光頻譜將統(tǒng)計(jì)后的頻譜直方圖各個(gè)頻率和幅度對應(yīng)位置的密度以不同顏色等級來演示，色彩表明了信號出現(xiàn)的概率。通過顏色的區(qū)別，很容易從數(shù)字熒光頻譜中查看到隱藏在強(qiáng)信號下的弱信號。例如，在測量雷達(dá)發(fā)射機(jī)的脈沖信號時(shí)，隱藏在大信號下有著小的頻譜泄露信號，這中狀態(tài)利用掃頻頻譜分析功能很難觀察到細(xì)致的頻譜信息，難以發(fā)現(xiàn)小信號的干擾，如圖3所示。但是，利用實(shí)時(shí)頻譜分析功能特有的數(shù)字熒光頻譜圖能夠很容易發(fā)現(xiàn)隱藏在大信號下的小信號，如圖4所示。
圖3 掃頻頻譜儀測得的脈沖信號
圖4 數(shù)字熒光圖譜測得的脈沖信號
1.2 查找瞬態(tài)偶發(fā)事件
4051的實(shí)時(shí)頻譜分析功能中采用硬件實(shí)時(shí)FFT模塊不間斷的對采集調(diào)理后的數(shù)據(jù)做頻譜分析，同時(shí)數(shù)字熒光處理模塊能夠?qū)崟r(shí)統(tǒng)計(jì)FFT模塊輸出的頻譜數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)FFT模塊能夠最大每秒處理近25萬次1024點(diǎn)的FFT，對于持續(xù)時(shí)間不小于4.23us且位于實(shí)時(shí)帶寬200MHz內(nèi)的任何信號，數(shù)字熒光頻譜圖中都能夠100%的測量并顯示該信號。
將4051信號/頻譜分析儀接上射頻天線，接收空間電磁信號，本例將接收手持式移動(dòng)設(shè)備發(fā)送的WIFI和Bluetooth信號，在掃頻模式下和實(shí)時(shí)頻譜分析模式下的信號顯示分別如圖5和6所示?？梢钥闯鰧?shí)時(shí)頻譜分析模式下的數(shù)字熒光頻譜圖能夠更加具體的顯示出信號的變化趨勢和信號動(dòng)態(tài)變化過程。
圖5 掃頻模式下的信號測試圖
圖6 實(shí)時(shí)頻譜分析模式下的信號測試圖
2 演示信號隨時(shí)間的變化過程
通過數(shù)字熒光頻譜圖和無縫瀑布圖的聯(lián)合分析可以展示頻譜的動(dòng)態(tài)變化過程。圖7展示了使用實(shí)時(shí)頻譜分析模式對跳頻信號進(jìn)行測試的示意界面，無縫瀑布圖中可以看到頻率跳變的整個(gè)過程，而數(shù)字熒光圖可以驗(yàn)證跳頻信號質(zhì)量，同時(shí)通過打開頻率vs時(shí)間圖，可以觀察到時(shí)域中的頻率跳變過程，配合標(biāo)記等可以簡單測量出跳頻速率和跳頻帶寬等參數(shù)。
圖7 實(shí)時(shí)頻譜分析功能下跳頻信號測試
