原创 无人机的遥控信号解析（3）

前两篇我们微测了一个工作在40.68MHz的入门级的遥控器。从技术的角度，我们可以设想一下不同档次的遥控器技术的进阶情况：载波频率从低到高，单一频率，手动可选频率，有限频带跳频，宽带跳频。。。。。。怎么跳？是“傻跳”还是“聪明地跳”？不同的调制技术等。

既然是要讲跳频技术了，我们的进阶也来个跳得猛的，没有过渡，直接“由俭入了奢”，从那个入门级的直升机玩具的遥控器直接跳到专业级的遥控器 --- 带跳频的2.4GHz 的Futaba T8FG！

Futaba T8FG 是Futaba公司的一款高端产品，工作在2.4GHz的ISM频段，采用了FASST技术，(Futaba Advanced Spread Spectrum Technology)，收发器配对之后，可以按同样的节奏，在很宽的频率范围内以2ms的间隔快速跳频。它还具有预先搜索是否有信道被占用等功能，遥控距离可以达到2公里以上。玩儿竞技型的高速无人机，很讲究操控的实时性和可靠性，控制信号一旦被阻断或被干扰，后果可能很严重。我所见到过的大大小小，不管是固定翼还是旋翼的无人机，凡是对可靠性和操控性要求比较高的，都在使用Futaba的遥控器。

图1：专业级航模+专业级遥控器

让我们开始微测一下这个专业级的遥控器，亲身体验一下它的技术魅力！

图2：专业级遥控器的测量设置

很好奇它发出的遥控信号又是怎样一番景象？微测一下就知道了！因为要测2.4GHz的信号，这次的微测使用了一台RIGOL的频谱分析仪DSA875，它的测量范围是9 kHz 到7.5GHz。找了一根2.4GHz的天线，工作的频率范围与遥控器的天线正好对上，测量设置如图2所示。

把频谱分析仪的频率范围设置为起始频率2.38GHz,终止频率2.5GHz,遥控器不开机，先检查一下这个频段的背景信号，看看我周围有没有其他的信号也出现在这个频段上，通过图3可以看到，的确有几个鼓包，查了一下，这几个信号应该都是我周围的WLAN信号。把这个背景信号的轨迹存起来，以便后续做比对，区分信号用。

图3：检查这个频段的背景信号

接下来，遥控器开机，这时在频谱分析仪的屏幕上马上能看到冒出来的信号，它是忽左忽右，跳来跳去，而且跳得还挺快！如图3所示，看来这就是传说中的跳频信号。通过峰值标尺测一下在某个时刻抓到的一个谱，它的频率是2.4644 GHz,功率是-9.62 dBm，如图4所示。

图4：遥控器的开机后的信号

浏览了一下遥控器的菜单设置，发现有个关于频率的设置，如图5,6所示，可以在“ GENERAL”和“FRANCE”之间选择。啥意思？先选“GENERAL”试试。

图5：频率设置

图6：频率设置

为了观察遥控器跳频的频率范围，采用了频谱仪的最大保持功能，由于这个信号跳得很快，如果频谱仪的扫描速度也能足够快，就不会丢信号。我把DSA875设置成扫描时间是1ms,抓这个快速跳频的信号够用了，所以没过多长时间，就能清楚地看到这个遥控器的频率变化范围：它的信号基本上以2.44GHz为中心，左右一共占用了将近74MHz的频谱宽度，如图7所示，跳得够快，也够宽的。

图7：跳频信号占用的频谱总宽度

它一共有多少个信道？从图8可以清楚地数出来，左起的第一个信道的中心频率是2.0455GHz,往右数，最右边的信道的中心频率是2.477GHz, 一共有36个信道。

图8：总共拥有36个信道

图9：最右边的信道的中心频率是2.477GHz

从图10可以看出每个信道的宽度是~2MHz，这与遥控器给的指标也一致。

图10：每个信道的宽度是2MHz

展开，看看每个信道的具体分布情况，一个个相间排列，如图11所示。汽车要变道还得一条一条地跨越，而这遥控器发出的跳频信号能在这36条道之间“随意变道”，经常是一下跳越若干条道，你想“跟车”？很难。所以，发生“撞频”的概率大大降低了。

图11：展开看每个信道的频谱

这是在“GENERAL”模式下的频谱情况，查了一下产品的指标，在这个通用模式下，它的工作频率范围是 2405.376 MHz - 2477.056 MHz。

这种遥控器信号的时域特性如何？跳频有规律吗？且听下篇分析。