RS FSH手持式频谱仪在发射机与天馈线测试中的应

文章出处：应用方案作者：人气：

摘要：本文结合各种实际测试介绍了罗德与施瓦茨公司的手持式频谱仪R&S FSH的领先特性与强大功能。


关键字：R&S FSH3，R&S FSH6，发射机与天馈线测试，无线电干扰定位，高增益定向天线组HE200，电磁场强监测，实时场强测量系统TS-EMF，电磁兼容（EMC）诊断测试，近场探头组R&S HZ-15
1 引言
    罗德与施瓦茨公司以其在无线电测试与测量领域七十余年的领先经验和创新技术，成功推出了手持式频谱仪R&S FSH3（100kHz~3GHz）和R&S FSH6（100kHz~6GHz），很好的解决了以上问题。
    由于R&S FSH在2.5公斤（含电池）的重量下实现了便携式频谱仪在此前无法达到的优良的射频性能，它在2004年被指定成为国际空间站（ISS）项目专用便携式频谱仪，在国际空间站上圆满完成了相关测试任务。
2  R&S FSH简介
    R&S FSH虽然被称为手持式频谱仪，但它在不同的配置下，除了能进行基本的频谱分析外，还可以完成发射机与天馈线测试、无线电干扰查处、电磁场强监测以及电磁兼容（EMC）诊断等测试。
    因此，我们可以把R&S FSH当作一个便携式多功能无线电测试平台，而不仅仅是一台频谱仪或一台天馈线测试仪。下表是R&S FSH的主要技术参数*，。

参数	R&S FSH3	R&S FSH6
频率范围	100kHz~3GHz	100kHz~6GHz
最大输入功率	30dBm	30dBm
分辨带宽(RBW)	100Hz~1MHz	100Hz~1MHz
视频带宽(VBW)	10Hz~1MHz	10Hz~1MHz
三阶截止点(TOI)	>10dBm, 典型值15dBm	>10dBm, 典型值13dBm
无互调动态范围	70dB	66 dB
底噪(DANL)，预放开	-130dBm, 典型值-135dBm/100Hz	-130dBm, 典型值-135dBm/100Hz
单边带相位噪声	<100dBc/Hz@100kHz	<100dBc/Hz@100kHz
电平测量准确度	<1.5dB, 典型值0.5dB	<1.5dB, 典型值0.5dB
跟踪信号源频率范围	10MHz~3GHz	5MHz~6GHz
跟踪信号源功率	-20dBm/0dBm	-10dBm(<3GHz)/-20dBm(>3GHz)
跟踪信号源步进衰减器	无	20dB/步进1dB
电池工作时间	>4小时	>4小时
重量	2.5公斤	2.5公斤

* 不适用于FSH3的13型，详细参数请访问R&S FSH网站：http://www.fsh.rohde-schwarz.com/
    可见，R&S FSH优良的射频性能完全可以满足大多数通用频谱分析的需要。而R&S FSH6直到6GHz的最高频率使其具备了进行WLAN 802.11a网络维护和手机本振频率（3.4GHz~9GHz）测试的能力，扩大了手持式频谱仪的应用范围。
    R&S FSH机身轻便，显示清晰，即使在强烈日光下屏幕显示仍然十分醒目，见下图2.
    其长达4小时的电池工作时间省确了现场测量的后顾之忧。
3  R&S FSH在发射机与天馈线测试中的应用
发射机与天馈线测试是无线网络维护工作的最主要内容之一。
R&S FSH针对这类测试提供了以下功能和选配件，丰富了测试内容并提高了测试效率。
3.1 功率探头
平均功率探头     R&S FSH-Z1： 10MHz~8GHz，    200pW~200mW
                R&S FSH-Z18：10MHz~18GHz，   200pW~200 mW
通过式功率探头   R&S FSH-Z44：10MHz~8GHz，    3mW~120W AVG/300W PEP
                R&S FSH-Z14：25MHz~1GHz，    30mW~120W AVG/300W PEP
    平均功率探头测量发射机功率时需要使用大功率衰减器或定向耦合器，测量平均值。
    通过式功率探头连在射频通路中，不影响发射机正常工作，可测量平均功率、峰值包络功率、反射功率、驻波比和回波损耗。
    以上功率探头直接连接在R&S FSH主机上读数，使用十分方便。

                   功率探头及其应用
3.2 双端口传输测量
    可加矢量传输与反射测量选件FSH-K2。
    为了确定被测电缆（或滤波器/衰减器）的频响特性，可以把被测电缆的两端分别接到R&S FSH的射频输入（RF INPUT）和跟踪源输出（GEN OUTPUT）进行双端口传输测量。
    测试结果如图（以滤波器测量为例）可见，使用FSH-K2时，矢量传输测量的动态可高达80dB。

                       双端口传输测量的屏幕显示
3.3 单端口电缆损耗测量：
    需要驻波比桥R&S FSH-Z2和矢量传输与反射测量选件FSH-K2
    当被测电缆很长（如一端连接在发射塔的天线上），不方便将电缆的两端分别接到R&S FSH的射频输入和跟踪源输出端进行双端口传输测量时，可以用单端口电缆损耗测量方法获得被测电缆的损耗参数。
    将被测电缆的一端连接在驻波比桥的测量端口，另一端短路或开路即可。
    请注意，如果被测电缆的另一端是连接在天线上，可以将扫描频率设置到偏离天线工作频段的某频点上，此时，与天线相连的电缆端口可被看作是开路。

单端口电缆损耗测量与电缆故障点测量的连接设置
3.4 电缆故障点DTF测量：R&S FSH-B1（需要驻波比桥R&S FSH-Z2）
基于频域反射原理，即：用傅利叶变换将频域转换为时域，根据电缆类型（电波在不同介质中的传播速度），由跟踪源信号到达故障点并反射回来的时间计算出故障点的位置。
R&S FSH-B1可以分辨相邻几厘米的故障点，连接设置与上图相同，测量结果如下图.