标签: 频谱监测

作者介绍 一、方案背景 频谱资源是通信最重要的资产之一，随着宽带无线业务的快速增长，对频率资源的需求大幅增加。未来频率资源的供需矛盾将非常突出，空中频谱环境也会越来越复杂，对于工程师来说，在复杂的电磁环境条件下，进行空中频谱监测与干扰排查，是一个很大的挑战！ 二、方案需求分析 ➢ 复杂的频谱环境中，需要测量不同频率范围 ➢ 复杂的基站环境，需要方向性强的天线 ➢ 复杂的频谱环境中，需要测量频率跨度极高 ➢ 测量的环境范围大，需要极高的接收机灵敏度 ➢ 基站或空中信号测量，需要搭载频谱仪的载体 ➢ 考虑载体载重，需要简单紧凑的频谱仪 德思特手持式频谱仪和实时频谱仪，紧凑便携，灵敏度高，覆盖频率范围广，频率跨度大。因此德思特根据不同的场景，不同的应用，提供了TS-SMSA01，TS-SMSA02，TS-SMTH01以及TS-SMTH02这几个方案套装！ 三、德思特方案特点和优势 德思特无人机机载频谱监测方案|采用紧凑、频率范围大、灵敏度高的频谱仪，可覆盖大部分空中频谱监测应用 (tesight.com) ✓ 具有优秀的频率覆盖范围和频率跨度 ✓ 具有不同频段方向性强的定向天线 ✓ 具有灵活的数据传输方式 ✓ 具有卓越的接收机灵敏度 ✓ 具有免费的上位机软件 ✓ 不用担心供电问题 四、解决方案 1、解决方案套装一：TS-SMSA01 2、解决方案套装二：TS-SMSA02 3、解决方案套装三：TS-SMTH01 4、解决方案套装四：TS-SMTH02 五、套装清单汇总 关于德思特 德思特 是原虹科测试测量事业部孵化出来的独立公司，基于超过10年的业务沉淀， 德思特公司专注提供电子测试/测量解决方案 。主要业务范围涵盖：汽车电子仿真及测试、射频微波及无线通信测试、无线频谱监测与规划、无线通信（包括智能网联汽车无线通信、轨道交通、卫星通信、室内无线通信）、半导体测试、PNT解决方案、大物理和光电测试等。 核心成员具有 9年以上的测试测量、无线通信及其他相关行业资历 ；技术团队获得世界五百强PNT解决方案合作伙伴Safran的GNSS技术及信号仿真和软件Skydel培训认证证书、航空航天测试和测量合作伙伴Marvin Test 的自动化测试软件ATEasy培训认证证书。 德思特研发部，核心成员获得国际项目管理师PMP认证资质，并具备LabVIEW、python等多种编程语言能力，优势能力集中于：HIL测试，半导体测试，EOL测试和质量检测等多种系统研发集成，拥有10多个实用新型和专利授权。 围绕 汽车电子、射频微波、通信、航空航天 等行业提供专业可靠的解决方案，现有客户包括华为、德赛西威、蔚来汽车、理想汽车、航天科工集团、清华大学、北京航空航天大学、中电科集团等。 此外，我们还是中国无线电协会、中国通信企业协会、雷达行业协会、RIS智能超表面技术协会等行业协会的会员。

​ 成都大运会 7月28日，备受关注的第31届世界大学生夏季运动会在成都正式开幕。据悉，这是全球首个5G加持的智慧大运会，也是众多成熟信息技术的综合“应用场”。使用基于5G三千兆+、云网、8K超高清视频等技术，在比赛现场搭建多路8K摄像机位，通过8K转播车实时传送到天翼云，再分发至观看端，通过多视角呈现，让观众即便在家也能够身临其境的感受比赛的精彩瞬间。 ​为确保全球观众都能观看到这场智能的5G加持赛事的直播，以及赛场上的信号接收的正常无干扰。不管是在赛场内，还是周围的环境中，无线电安全尤为重要。 据中国无线电管理发布： 6月21日下午，大运会无线电安全保障指挥中心接到成都东安湖开幕式场馆报告称，联通公司1745-1765MHz频段受到干扰，经过2小时左右的时间，进行了多点定位排查以及附近干扰基站开关闭测试。 6月24日，安全保障指挥中心要求达州监测站等3个移动监测组排查频率为105.3MHz的“黑广播” 7月25日上午，在东安公园区域监测无线电信号，东安大桥上突然监测到一个频率为456.55MHz的不明大信号，电平强度50dBuV左右，监测组随即采用移动车载站和便携式设备联合定位，最终在大桥西北侧找到该信号发射源。 无线电安全是确保成都大运会安全顺利举办的关键要素之一，大运会无线电安全保障指挥中心将持续对开闭幕式、各赛事重点频率开展保护性监测，从源头上消除干扰隐患，力争实现无线电安全保障“零干扰、零失误、零瑕疵”的目标。 因此，在举行如此重大活动之前，都会需要用到频谱监测定位设备。在活动前，用频谱仪做干扰寻找、清频测试；活动中，需要进行频谱监测，保证每个卫星转播频段的高质量，同时进行干扰寻找，监测可能在任何时刻出现的非法频段。 解决方案 对于像大运会等大型活动的无线电保障应用，虹科提供了用于频谱环境监测和干扰检测的系列方案，包括微波传输和WiFi测试、卫星传输信号监测、干扰源信号的定位等。 便携式无线电监测方案 便携式无线电监测方案由手持式频谱分析仪搭配定向天线组成。虹科手持式频谱分析仪具有极高的接收灵敏度，并且非常小巧轻便，具有高达四小时的续航能力。而天线具有强方向性，可以在移动中进行干扰的监测和定位。 在活动开始前，可以在进行赛场的各个点进行清频测试，同时也可以进行干扰监测和定位。在赛中可以实时监控每个频段的情况，确保不会产生邻频干扰、同频干扰，影响信号的传输。同时对于时时刻刻需要使用频谱仪的工程师来说，方案的紧凑便携提供了更多的灵活性和可用性。 大范围无线电监测方案 大范围无线电监测方案可以用于空中的无线电监测，如果需要监测赛场周围环境的影响，可以采用空中频谱监测，来避免一些建筑以及自然环境对信号的遮挡，在视距范围内监测到更多的信号。使用无人机搭载虹科高性能频谱分析仪和天线系统，可以在空中进行高速、高效、高精度的频谱扫描和分析，实时发现并定位干扰源，将数据实时传输到地面指挥中心。 ​上图采用了两种频谱仪搭载无人机模式，第一种通过远程桌面应用程序从地面 PC访问无人机上的迷你PC，迷你PC安装了频谱仪上位机软件，这样就可以在地面端监控频谱数据，此方式载重为1.37kg；第二种使用了虹科手持式频谱分析仪的上位机软件，开启远程模式，通过连接到路由器的IP地址，访问频谱数据，从而在地面端监控频谱数据，此方法载重为1.49kg。 应用案例 2021年，中超联赛的广东赛区，为了保证中超联赛现场的无线电安全，保障信号传输的质量，广东广播电视台选用了手持频谱分析仪进行中超联赛现场的频谱环境监测，包括2GHz、7GHz和11GHz微波传输和WiFi测试，卫星传输的信号监测等。 赛前： 为了保证微波通信正常进行，广东广播电视台需要对每一个微波站进行测试，规划好每一台的使用频率和带宽，并在使用前对现场频率环境做评测，以保证通信的正常进行。虹科提供了不同频段（0.01-87GHz）的手持式频谱分析仪加上定向天线，用户可以根据需求选用不同频段的频谱仪以及天线对微波站和环境进行监测。 赛中： 需要时刻监测赛场中的无线电频谱的情况，虹科手持式高灵敏度频谱仪分析仪加上全向天线能够实时监测频谱环境。若想进行干扰查询，可使用定向天线替代全向天线。 赛后： 使用手持式频谱分析仪及时保存数据和快速报告的功能可进行快速复盘和记录。 数据保存和导出 ：手持式频谱仪内置8G的内存，在前期使用的时候，可以使用频谱仪的保存数据功能，点击左上角红色图标可以截图测试数据，或者使用"RECORD"录制模式。记录的最长时间为30分钟，30分钟后会自动进行下一次记录，非常便于赛后分析。 快速提交异常报告 ：在前期，无论是赛中还是赛前，当观察到有异常频率时，可以使用报告生成器快速生成报告，还可以手动添加收到异常频率的时间和所处的地理位置信息，形成地图导出。 满足不同应用的频率范围:10MHz-87GHz 领先的接收机灵敏度：-168dBm/Hz 尺寸小，重量轻：135×83×34 mm，0.57kg 单手握持，可戴手套操作，设备&GUI控制 独立工作，无需外部供电 续航时间4小时 ​

成都大运会 7月28日，备受关注的第31届世界大学生夏季运动会在成都正式开幕。据悉，这是全球首个5G加持的智慧大运会，也是众多成熟信息技术的综合“应用场”。使用基于5G三千兆+、云网、8K超高清视频等技术，在比赛现场搭建多路8K摄像机位，通过8K转播车实时传送到天翼云，再分发至观看端，通过多视角呈现，让观众即便在家也能够身临其境的感受比赛的精彩瞬间。 为确保全球观众都能观看到这场智能的5G加持赛事的直播，以及赛场上的信号接收的正常无干扰。不管是在赛场内，还是周围的环境中，无线电安全尤为重要。 据中国无线电管理发布： 6月21日下午，大运会无线电安全保障指挥中心接到成都东安湖开幕式场馆报告称，联通公司1745-1765MHz频段受到干扰，经过2小时左右的时间，进行了多点定位排查以及附近干扰基站开关闭测试。 6月24日，安全保障指挥中心要求达州监测站等3个移动监测组排查频率为105.3MHz的“黑广播” 7月25日上午，在东安湖体育公园区域监测无线电信号，东安大桥上突然监测到一个频率为456.55MHz的不明大信号，电平强度50dBuV左右，监测组随即采用移动车载站和便携式设备联合定位，最终在大桥西北侧找到该信号发射源。 无线电安全是确保成都大运会安全顺利举办的关键要素之一，大运会无线电安全保障指挥中心将持续对开闭幕式、各赛事重点频率开展保护性监测，从源头上消除干扰隐患，力争实现无线电安全保障“零干扰、零失误、零瑕疵”的目标。 因此，在举行如此重大活动之前，都会需要用到频谱监测定位设备。在活动前，用频谱仪做干扰寻找、清频测试；活动中，需要进行频谱监测，保证每个卫星转播频段的高质量，同时进行干扰寻找，监测可能在任何时刻出现的非法频段。 解决方案 对于像大运会等大型活动的无线电保障应用，虹科提供了用于频谱环境监测和干扰检测的系列方案，包括微波传输和WiFi测试、卫星传输信号监测、干扰源信号的定位等。 虹科便携式无线电监测方案 虹科便携式无线电监测方案由手持式频谱分析仪搭配定向天线组成。虹科手持式频谱分析仪具有极高的接收灵敏度，并且非常小巧轻便，具有高达四小时的续航能力。而天线具有强方向性，可以在移动中进行干扰的监测和定位。 在活动开始前，可以在进行赛场的各个点进行清频测试，同时也可以进行干扰监测和定位。在赛中可以实时监控每个频段的情况，确保不会产生邻频干扰、同频干扰，影响信号的传输。同时对于时时刻刻需要使用频谱仪的工程师来说，虹科方案的紧凑便携提供了更多的灵活性和可用性。 虹科大范围无线电监测方案 虹科大范围无线电监测方案可以用于空中的无线电监测，如果需要监测赛场周围环境的影响，可以采用空中频谱监测，来避免一些建筑以及自然环境对信号的遮挡，在视距范围内监测到更多的信号。使用无人机搭载虹科高性能频谱分析仪和天线系统，可以在空中进行高速、高效、高精度的频谱扫描和分析，实时发现并定位干扰源，将数据实时传输到地面指挥中心。 上图采用了两种频谱仪搭载无人机模式，第一种通过远程桌面应用程序从地面 PC访问无人机上的迷你PC，迷你PC安装了频谱仪上位机软件，这样就可以在地面端监控频谱数据，此方式载重为1.37kg；第二种使用了虹科手持式频谱分析仪的上位机软件，开启远程模式，通过连接到路由器的IP地址，访问频谱数据，从而在地面端监控频谱数据，此方法载重为1.49kg。 应用案例 2021年，中超联赛的广东赛区，为了保证中超联赛现场的无线电安全，保障信号传输的质量，广东广播电视台选用了虹科手持频谱分析仪进行中超联赛现场的频谱环境监测，包括2GHz、7GHz和11GHz微波传输和WiFi测试，卫星传输的信号监测等。 赛前： 为了保证微波通信正常进行，广东广播电视台需要对每一个微波站进行测试，规划好每一台的使用频率和带宽，并在使用前对现场频率环境做评测，以保证通信的正常进行。虹科提供了不同频段（0.01-87GHz）的手持式频谱分析仪加上定向天线，用户可以根据需求选用不同频段的频谱仪以及天线对微波站和环境进行监测。 赛中： 需要时刻监测赛场中的无线电频谱的情况，虹科手持式高灵敏度频谱仪分析仪加上全向天线能够实时监测频谱环境。若想进行干扰查询，可使用定向天线替代全向天线。 赛后： 使用虹科手持式频谱分析仪及时保存数据和快速报告的功能可进行快速复盘和记录。 ● 数据保存和导出：虹科手持式频谱仪内置8G的内存，在前期使用的时候，可以使用频谱仪的保存数据功能，点击左上角红色图标可以截图测试数据，或者使用"RECORD"录制模式。记录的最长时间为30分钟，30分钟后会自动进行下一次记录，非常便于赛后分析。 ● 快速提交异常报告：在前期，无论是赛中还是赛前，当观察到有异常频率时，可以使用报告生成器快速生成报告，还可以手动添加收到异常频率的时间和所处的地理位置信息，形成地图导出。 虹科手持式频谱分析仪 虹科手持式频谱分析仪具有非常高的接收机灵敏度，并且覆盖0.01GHz到87GHz的各个频段，可根据需求进行选择。具有即开即关式设计，可戴手套工作，高达4小时续航时间，是外场测试、干扰检测、天线对准和视距验证的必备工具。 ● 满足不同应用的频率范围:10MHz-87GHz ● 领先的接收机灵敏度：-168dBm/Hz ● 尺寸小，重量轻：135×83×34 mm，0.57kg ● 单手握持，可戴手套操作，设备&GUI控制 ● 独立工作，无需外部供电 ● 续航时间4小时 虹科卫星与无线通信事业部是 领先的无线通信测试领域内解决方案合作伙伴 ，我们的使命是助力无线通信行业的客户高效低成本实现自动化测试，缩短产品上市周期。我们提供如下解决方案：智能网联汽车GNSS硬件在环仿真测试；5G毫米波、毫米波雷达测试；5G干扰排查；无人机机载频谱监测；公共安全、轨道汽车、企业信号增强及天线解决方案；汽车、航空航天、消费电子、医疗等EMC测试解决方案。我们已有客户/合作伙伴包括华为、京信、微软、3M、中科院、各大高校等。

Q1：手持式频谱仪的灵敏度多高？底噪多少？ 0.01-3GHz手持频谱仪的底噪/灵敏度为-128dBm @ RBW=10kHz（即归一化到Hz为-168dBm/Hz）； 2-8GHz手持频谱仪的底噪/灵敏度为-119dBm @ RBW=30kHz（即归一化到Hz为-158dBm/Hz）； 下图是0.01-3GHz手持频谱仪在RBW=30kHz情况下的底噪情况：底噪最大值-121dBm @ RBW=30kHz Q2：手持频谱仪具有零扫宽（zero-span）功能吗？什么是零扫宽（zero-span）模式？ 0.01-43GHz V2.0的手持频谱仪都具备零扫宽功能，零扫宽（zero-span）模式允许以固定频率测量信号，显示时域中的信号幅度变化。在零跨度模式下具有可调最小振幅阈值的信号音频指示。虹科手持式频谱仪产生一个音频信号，该信号根据信号幅度水平而变化，用户无需查看频谱仪的屏幕即可对信号幅度变化做出反应。它允许与周围环境保持视觉接触并专注于干扰源搜索。虹科手持式频谱仪没有内置扬声器，因此，此功能需要USB-C转3.5mm适配器和耳机。 Q3：手持频谱仪有瀑布图模式吗？ 有的，瀑布图如下图所示： Q4：手持频谱仪可以存储数据吗？ 可以存储数据，它具备8G板载内存。 在测试过程中，可以使用虹科手持式频谱分析仪的保存数据功能，点击左上角红色图标可以截图测试数据，或者使用“RECORD”录制模式。记录的最大长度为30分钟，30分钟后会自动进行下一次记录。 可直接用Type-C线连接频谱仪到PC。在频谱仪界面点击“TOOLS&SETTINGS”，然后点击“SERVICE MENU”，点击USB模式。可以把存储的动态频谱、截图、遮罩等导出到电脑，此时频谱仪相当于U盘。 可以在上位机界面导出CSV文件进行分析，或者是使用SCPI命令导出频谱数据进行二次开发。 Sweepc 连续扫描指定的频谱范围，返回检测到的功率值(dBm)。● 每次扫描都在一个“#”字符之后开始。 跟踪点以由2个字符组成的十六进制无符号字节字符串的形式返回（除非检测到overload—就会另外返回‘^’字符)。 Q5：以dBuV/m为单位计算的电场强度需要知道哪些参数？ “dBuV/m”子菜单允许放置一个特殊的标记，该标记显示指定频率下的电场强度，以分贝微伏每米为单位。电场强度是根据指定频率下检测到的输入功率电平值计算得出。 “dBuV/m”标记与常规MARKER和POWER IN BAND以及非默认单位不兼容—垂直轴和参考电平REF指示的输入功率值将以dBm显示。 计算所需的参数为： 接收机天线增益GAIN，以dBi为单位； MARKER频率； （可选）损耗LOSSES，以计入任何已知的额外损失，例如电缆、雨水、障碍物，以dB为单位。 Q6：手持式频谱分析仪的防水问题？ 机身是防水的，射频连接端口一般拧紧了也不会进水，如果害怕下雨天在外场测试进水的话，可以在接口缠绕防水胶布；或者可以定制一个保护壳。

什么是天线极化？ 天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数，由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在 最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向 来定义的。 天线的极化分类 天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化和垂直极化；圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。本文主要是介绍线极化方向的判定，因此下文对圆极化和椭圆极化不作展开。 线极化 （1） 线极化描述 电场矢量在空间的取向固定不变得电磁波叫极化。有时以地面为参数，电场矢量方向与地面平行的叫水平极化，与地面垂直的叫垂直极化。电场矢量与传播方向构成的平面叫极化平面。垂直极化波的极化平面与地面垂直；水平极化波的极化平面则垂直于入射线、反射线和入射点地面的法线构成的入射平面。 （2） 线极化的数学分析 在三维空间，沿 Z 轴方向传播的电磁波，其瞬时电场可写为： （3） 线极化的图形表示 为什么要验证天线极化？ 如果电磁波的极化被天线极化旋转抵消，则该天线仅能捕获所述电磁波的一部分。因此， 如果发射天线和接收天线以同一平面为基准平面，则为了实现通信链路的最佳效率，其极化方向应当相同 。 线极化系统的极化损耗取决于线极化天线和电磁波的极化矢量之间的角度，而且最大极化损耗发生于两者之间呈 45 度角时。在 45 度的极化矢量偏转角度下，最大极化损耗为 0.5 （即 3dB ）。在圆极化或椭圆极化系统的情形下，极化损耗的计算更加复杂，而且最大极化损耗可高达 30dB 。这就是为什么可利用极化实现信号隔离及天线系统之间可发生干扰的原因。虽然存在极化损耗，但以不同方式极化的天线仍可从具有不同极化类型的电磁波中接收到信号。因此，极化可实现的信号隔离效果具有一定的限度。 由于 垂直极化 电磁波比水平极化电磁波 更加易于穿过起伏不平的地貌 ，因此垂直极化天线在 陆地移动通信用途中具有更佳表现 ，而 水平极化 方式在 仰赖电离层且通常为长距离通信的用途中表现更好 。此外，由于 圆极化 通常可 更佳地缓解卫星定向偏移导致的衰弱 ，因此圆极化常用于 卫星通信 。 如何在地面上使用手持式频谱仪验证所安装的微波天线的极化 1 、 用同轴电缆将波导器连接到频谱仪 2 、 远离塔一段距离，这个距离等于从地面到天线的高度 将波导器对准天线的角度为 45 度角，同轴电缆和波导器作为一个小定向天线 3 、 输入想要的频道的中心频率 ； 并将跨度调整到最小 4、 将波导器转为垂直极化，并在指向天线时进行测量 5、 将波导器转为水平极化，并在指向天线时重复同样的测量 6、 比较结果 ， 最高的信号对应于天线的实际极化 ， 在这种情况下，它是水平的 。