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频谱分析仪原理与分辨率详解：如何准确捕捉信号特征？
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频谱分析仪原理与分辨率详解：如何准确捕捉信号特征？

频谱分析仪与分辨率的核心概念

频谱分析仪是电子测量领域中不可或缺的工具，广泛应用于无线通信、雷达系统、射频设计和电磁兼容性测试中。其核心功能是将时域信号转换为频域表示，从而帮助工程师识别信号的频率成分、功率分布及干扰源。

什么是频谱分析仪分辨率？

频谱分析仪的分辨率指的是仪器能够区分两个相邻频率信号的能力，通常用分辨率带宽（RBW, Resolution Bandwidth）来衡量。较小的RBW意味着更高的频率分辨能力，但会延长扫描时间；较大的RBW则加快测量速度，但可能无法分辨紧密相邻的信号。

影响分辨率的关键因素

  • 分辨率带宽（RBW）设置：这是决定分辨率最直接的因素。例如，当设置为100 Hz时，可分辨相距100 Hz以上的两个信号；若设为1 kHz，则只能分辨相距1 kHz以上的信号。
  • 扫宽（SPAN）：扫宽越小，分析区域越集中，有助于提升有效分辨率。
  • 信号类型与调制方式：对于宽带信号或复杂调制信号（如5G NR、OFDM），需更精细的分辨率以避免频谱泄漏。
  • 本底噪声水平：低噪声的分析仪能更好地检测微弱信号，提升实际分辨能力。

如何优化频谱分析仪的分辨率？

在实际应用中，应根据测试需求合理配置参数：

  • 对窄带信号检测，选择较小的RBW（如100 Hz ~ 1 kHz）。
  • 快速扫描或大范围频谱观测，可采用较大的RBW（如100 kHz）。
  • 结合视频带宽（VBW）滤波器，减少噪声波动，提高读数稳定性。
  • 使用峰值检波或平均检波模式，依据信号特性选择最佳显示方式。

典型应用场景举例

在5G基站调试中，工程师需使用高分辨率频谱分析仪检测载波频率偏移与邻道干扰。通过将RBW设置为100 Hz，可以清晰识别出仅相差几十赫兹的两个信号，从而判断是否存在谐波或杂散辐射。

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