随着无线技术融入到我们生活的各个方面，越来越多的工程师发现需要进行射频测量。过去，射频技术支持需要使用昂贵的测试设备，并且由具有丰富射频知识的工程师使用。然而，今天，广泛的工程师和技术人员需要能够测量射频。频谱分析仪是最常见的测量射频信号实验室仪器。从历史上看，昂贵的频谱分析仪只会放在实验室里，作为昂贵的固定资产管理。

射频集成电路的不断进步使Signal Hound能够用利用独特的频谱分析仪结构来突破这一局面：给市场提供性价比极高的便携式频谱仪模块、监测接收机或者射频采集卡，这使我们能够以经济实惠的方式提供您所需的性能。开发新产品的制造商和支持它们的技术人员利用我们今天所知的最流行的标准--蓝牙，Wi-Fi，LTE，5G等。许多公司都惊讶地发现现代射频仪器需要花费很多的成本。今天他们可以购买一台Keysight或Rohde＆Schwarz频谱分析仪，进行一些具有最具挑战性要求的独特测量，然后使用剩余预算就可以购买足够多的Signal Hound频谱分析仪来装配每个人的工作台以处理剩余的95%的工作量。

Signal Hound频谱分析仪以市场上最优惠的价格提供您所需的性能（图1）。 在本文中，我们将讨论您可能为频谱分析仪支付过多费用的7个原因。 如果这些原因中的任何一个适用于您的测试需求，也许是时候考虑为什么要将基于USB的RF测试功能添加到您的实验室-甚至是您自己的办公桌！

动态范围是频谱分析仪的重要性能。在寻找低电平信号时，它决定了一个区分信号和测量本底噪声的能力。一个重要的考虑因素是确定测试情况需要多低的水平。 图2突出显示了寻找低电平信号时动态范围的重要性。 对于许多测量，主要目标可能是准确地表征主信号。 在这些情况下，具有60 dB的信噪比可能绰绰有余。 在一些实验室中，一些测试站可能需要更昂贵的频谱分析仪，其提供85 dB或更高。

您是否需要准确定位超过60 dB的信号？超过85dB？SM200系列便携式频谱仪模块可以提供足够高性能的SFDR，媲美传统台式机的水平。
当查看频谱分析仪的动态范围时，可能会感到令人困惑。通常显示非常低的DANL，或显示的平均噪声水平(例如，小于-150dBm/Hz)。DANL有时会被误解，因为它们取决于许多因素，例如：频率、衰减、检波器、前置放大器等，为了在频谱分析仪之间进行简单的比较，我们可以看一下最大动态范围，指定为IIP3和1 GHz DANL之差的三分之二。

表1比较了Signal Hound系列频谱仪与及Keysight MXA的性能。

表1-动态范围

型号	最大动态范围@1 GHz
Signal Hound SA44B 4.4 GHz, 250 kHz IBW	104 dB
Signal Hound BB60C 6 GHz, 27 MHz IBW	95 dB
Signal Hound SM200A 20 GHz, 160 MHz IBW	118 dB
Keysight N9020B-526-B1X (MXA) 26.5 GHz, 160 MHz IBW	116 dB

原因2-速度不再意味着昂贵

对于许多应用，扫描速度至关重要。例如，频谱监测情况通常需要广泛的频率扫描以寻找各种信号情况。Signal Hound的SM200系列在其任何分辨率带宽设置≥30kHz时提供业界领先的1 THz / sec扫描速度。在19ms内覆盖1 GHz至20 GHz，可以持续扫描无线电信号。最重要的是，这可以在很长一段时间内自动完成，无需操作员在场。只需定义基线，任何违反基线的信号都将实时记录到CSV文件中。这样可以最大限度地提高效率和安全性，因为即使计算机关闭也可以保留数据，这是监测接收机中非常重要的几个特性指标。

在生产环境中，吞吐量意味着一切。随着数量的增加，测试设备的成本可能变得微不足道。然而，由于需要不断降低成本，节省测试设备的费用又可以开拓更多的生产线。表2突出显示了每个Signal Hound频谱分析仪的扫描速度。                       

表2-扫描速度

	SignalHound USB-SA44B	Signal Hound BB60C	SignalHound SM200A
扫描速度	140 MHz/s ≥ 10 kHz RBW	24GHz/s ≥ 30 kHz RBW	1 THz/s ≥ 30 kHz RBW

Signal Hound频谱分析仪架构还允许使用其他技术来进一步提高速度性能。 在许多情况下，仪器软件会消耗计算机处理器开销。 增加使用Spike（GUI）程序可能会对整体测试时间产生很小的影响。 在几分之一秒是关键的情况下，Signal Hound允许其用户绕过Spike软件应用程序（图3）。 这允许直接进行设备API编程以实现更快的测量。 Signal Hound频谱分析仪可以用C++，LabVIEW，MATLAB，Python，C#或任何具有C绑定的语言编程。

图3-使用Signal Hound的直接设备API编程，进一步提高频谱分析仪的测量速度

原因3-准确的相位噪声

许多设备，子系统和系统需要精确的相位噪声测量。 频谱分析仪通常用于此测量。但是，频谱分析仪本身必须具有足够低的相位噪声，以免影响器件测量精度。虽然许多测试设备供应商对相位噪声测量以选件的形式收费，但Signal Hound的频谱分析软件Spike包括相位噪声测量功能（图4）

图4-准确的相位噪声测量是可以负担得起的！

 Signal Hound SM200A采用低中频架构设计，可实现出色的相位噪声性能，与更昂贵的频谱分析仪的性能相媲美（表3）。Signal Hound SA44和BB60采用更传统的超外差架构，以实现更适度的相位噪声性能，但价格更实惠。请注意，对于SA44，列出的结果是典型的，因为它没有相位噪声的硬性规格。

表3 1 GHz载波的SSB相位噪声

	Signal Hound			Keysight N9020B 26.5 GHz MXA
Offset	USB-SA44B (Typ.)	BB60C (Spec.)	SM200A (Spec.)	Spec.	Typical
10 Hz			-76		-80
100 Hz	-80	-70	-108	-91	-100
1 kHz	-88	-76	-123		-112
10 kHz	-91	-83	-132	-113	-114
100 kHz	-100	-93	-136	-116	-117
1 MHz			-133	-135	-136

SM200A的低中频架构能够以较低的成本设计实现相位噪声性能，但它确实需要权衡更高的镜像杂散抑制。虽然残余响应杂散与MXA相当，但镜像杂散抑制不如MXA（<-74 dBc）。SM200A Spike软件提供了一个信号ID功能，可以激活和禁用，以便将低电平混频器杂散与RF输入信号区分开来（表4）。 在许多情况下，可以将杂散标识为来自频谱分析仪而不是被测设备（DUT），从而允许在实际测量期间忽略它们。BB60C更传统的超外差架构通常具有-70 dBc的镜像抑制。

表4-SM200A镜像抑制

	Signal Hound SM200A
Frequency	Image Reject Off	Image Reject On
100 kHz to 6 GHz	-58 dBc	-75 (typ)
6 GHz to 10 GHz	-55 dBc	-75 (typ)
10 GHz to 20 GHz	-44 dBc	-75 (typ)

原因4-实时频谱仪功能

对于许多现实世界中的信号-从复杂调制的通信信号，到干扰事件，再到脉冲战术信号-信号能量可以是零星的、非经常性的，甚至是随机的。通过传统的频谱分析，这些信号几乎不可能在分析窗口“捕捉”并触发。现在和未来的通信调制正进一步增加对诸如跳频、扩频、脉冲等技术的挑战，而认知无线电低截获概率技术实时频谱分析(RTSA)是一种利用重叠的FFTs和高速存储器在非常密集的环境中具有100%截获概率(POI)的数字信号处理方法。实时带宽是最大的频率跨度。

实时频谱分析（RTSA）是一种数字信号处理方法，利用重叠的FFT和高速存储器，即使在极其密集的环境中也具有100％的截获概率（POI）。 实时带宽是提供无间隙重叠FFT处理的最大频率跨度，是RTSA的一个重要参数，可以对频谱进行更详细的分析。

实时不再意味着真正的昂贵。Signal Hound提供高达160 MHz的RTSA功能，100％截获信号的概率可达12 us。 但是，在许多情况下，您甚至不需要160 MHz的分析带宽（图5）。 例如，如果您正在测试具有25 kHz最大带宽信号的设备，例如密钥卡，该怎么办？ 您可能只需要按键并确保中心频率，带宽和调制正确。 表5重点介绍了Signal Hound频谱分析仪的实时分析功能。

图5-实时分析中的余辉和瀑布图显示了2.4GHz频段的占用情况。显示的是蓝牙耳机和手机搜索无线网络的传输。

表5-实时频谱分析能力

频谱仪	实时带宽	100%捕获时间(POI)
Signal Hound SA44B 4.4 GHz	250kHz	592 μs @ 10 kHz RBW 4.7 ms @ 1 kHz RBW
Signal Hound BB60C 6 GHz	27MHz	19.2 μs @ 300 kHz RBW 38.4 μs @ 100 kHz RBW
Signal Hound SM200A 20 GHz	160MHz	12 μs @ 300 kHz RBW 49 μs @ 100 kHz RBW
Keysight N9020B-526-B1X (MXA) 26.5 GHz	85 / 125 /160MHz	17.3 μs (RBW not specified)

理由5-分析复杂信号
不要为分析复杂信号支付额外费用！Signal Hound的Spike软件包含一整套信号分析功能(图6)。我们的数字调制分析功能包括星座图和调制格式的符号表，如GPSK、BPSK、8PSK、π/4 DQPSK、DQPSK和QAM16/32/64/256。

图6-Signal Hound的Spike软件包含一套完整的数字调制分析能力。

测量包括：误差矢量幅度（EVM），信噪比（SNR），调制误差率（MER），调制质量度量，线性补偿，如载波偏移，I / Q偏移，幅度下降（线性幅度校正） ，同步模式触发和眼图。

附加信号分析功能包括相邻信道功率比（ACPR）或相邻信道泄漏比（ACLR），占用带宽（OBW）和信道功率测量。 BB60C提供的27 MHz瞬时带宽可实现瞬态或连续的宽带信号的实时OBW和ACPR测量。对于需要更多瞬时带宽的应用，SM200A提供160 MHz。 图7 ACPR的测量示例。

请注意，SMB200与BB60C相比降低22dB的底噪。如果您需要额外的动态范围来进行一些要求更高的ACPR测量，那么SM200A将提供所需的性能。

虽然Signal Hound支持典型的物理层测量，但目前我们不支持特定协议的具体测量（LTE，W-CDMA等）。 由于需要大量的编程时间，目前不支持有关协议报头，有效负载或纠错的信息。这可能不会太令人惊讶，因为这些软件选项通常比我们的频谱分析仪成本更高。

原因6-你需要一台旧电脑吗？

传统上，测试仪器使用内置PC控制器。这些特殊的内部控制器板的生产量远低于商用PC，通常由第三方供应商生产。这些内部PC比其商业同行落后两到五代并不罕见，因为它们是嵌入式的。这总是意味着当频谱分析仪进入市场时，内部PC已过时。此外，这些内置PC通常仅在更换仪器时更新-这意味着在仪器生命周期结束时，用户正在处理比当前PC慢几代的处理器。使用最新一代的PC将使您的测试设备的整体性能更接近当前标准。

现在考虑传统内部控制器的成本，它至少是第三方供应商成本的4倍，以达到客户的成本。 Signal Hound的基于USB的测试仪器通过使用外部PC作为测量控制器来消除这一问题（图8）。这种经济有效的方法可以节约不必要的开支，让您可以集中精力购买具有卓越性能的频谱分析仪。使用自己的PC控制测量的另一个好处是收集的所有数据都在您的PC上。您不再需要从测试仪器下载数据或担心有人意外删除了您的数据。通过PC上运行的Signal Hound API或Spike软件，无论您走到哪里，都可以随时查看数据。

图8-使用外部PC确保最佳性能

原因7-SWaP+C-不是梦

下一代系统在不断减少体积、重量、功率和成本(SWaP+C)的同时，也在突破性能的界限。即使在商业领域，为测试工程师提供便携式的测试设备也可提供竞争优势。Signal Hound产品非常适合寻求SWaP+C解决方案的客户（表6）。

表6—Signal Hound的SWaP+C参数

	Signal Hound
	USB-SA44B	BB60C	SM200A
Size	16.7 x 8.2 x 3.1 cm 6.6 x 3.2 x 1.2 in	19.3 x 8.2 x 3.1 cm 7.6 x 3.2 x 1.2 in	25.9 x 18.3 x 5.5 cm 10.2 x 7.2 x 2.2 in
Weight	0.367 kg 0.809 lbs	0.56 kg 1.234 lbs	3.59 kg 7.914 lbs
Power	2 W (USB 2.0)	6 W (USB 3.0 Y-cable)	28 W typ (Ext. Pwr)
Cost	$919 USD	$2879 USD	$11,900 USD

总结

 实施无线技术正在成为我们许多工作的一部分。有一个频谱分析仪可用于测试和实施RF设计到您的项目中是关键。Signal Hound频谱分析仪通过提供市场上最佳的性价比，提供无与伦比的价值。 随着基于PC的频谱分析仪成为主流，就引出了一个问题：为什么过去庞大，昂贵的频谱分析仪会限制您的测试能力和容量？

 Signal Hound提供您所需的频谱分析仪，以保证您的产品得到支持。不要在实验室等待轮到您-现在您可以在自己的办公桌抽屉里找到所需的东西！

 有关详细信息和购买信息，请访问Signal Hound网站signalhound.com或signalhound.cn（中文）