无线射频安全搜索定位方案

1  引言

随着无线电通信的日益普及，便携式无线电测试仪器已逐渐成为无线电工程人员日常工程应用中必不可少的工具。

与台式机相比，便携式无线电测试仪器面临的最大问题在于：必须在体积小、重量轻和成本低的前提下保持足够优秀的射频性能、实现丰富的测试功能并延长电池工作时间。

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。


图 1. R&S FSH

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，除了能够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)	100H z ~1MHz	100H z ~1MHz
视频带宽 (VBW)	10H z~1MHz	10H z~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

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却了现场测量的后顾之忧。

图 2. R&S FSH 的实际大小与高亮无反光显示屏幕

除了进行通用频谱分析外,根据不同的配置, R&S FSH 还可以在以下应用中游刃有余:

3  R&S FSH 在无线电干扰查处中的应用

R&S FSH 的便携性和优良的射频性能使它在无线射频安全监测，无线电干扰查处和搜索定位中得到广泛应用。

R&S 提供了两种解决方案：

•  无线电射频安全短期和长期监测。 FSH 和全向天线配合使用。搜索和监控空中可疑信号，利于快速发现可疑信号，以便进一步开展定位和搜索工作。

•  无线电搜索定位和干扰查处。将定向天线组 R&S HE200 与 R&S FSH 配合使用，快速搜索定位可疑信号来源，并逐步逼近找出可疑信号的方位。

• 3.1 无线电射频安全监测

由 R&S FSH 和全向天线组成的长期和短期无线电射频安全监测系统可以帮助工作人员快速发现可疑信号，也可以进行长期的监测以便作出安全评估。使用 FSH 和全向天线可以使工作人员全面了解空中无线电射频的情况。

系统图如下图 3 ：

图 3 ： FSH 和全向天线系统

利用 FSH 的宽频范围可以快速进行全频段扫描，从而可以快速了解周边空中的无线电频谱，以便采取进一步的工作。

图 4 ： FSH 扫描频谱曲线图

•  3.2干扰定位方案 R&S FSH + R&S HE200

R&S HE200 由三个便携式高增益定向天线覆盖从 20MHz 到 3000MHz 的频段，其内置的低噪声宽带放大器可以进一步提高接收灵敏度。

R&S HE200 与 R&S FSH 配合使用可以极大地提高无线电信号定位的效率， HE200 的高增益和方向的高敏感性配合 FSH 的高扫描速度，大大加快了对可疑信号的搜索和定位速度和准确率　　

图 5 ：无线电定位系统： R&S FSH ，定向天线组 R&S HE200

通过搜索和快速定位系统，可以快速搜索和定位可疑信号，并且通过长期和短期的监测可以进行经验数据的积累，方便作出安全评估和对可疑无线电射频信号进行阻塞提供参考依据。

图 6 ：信号定位频谱图和增加信号阻断器前后频谱对比图

• 3.3 R&S FSH 的其他功能及附件

R&S FSH 还有一些很实用的功能，如：

•  免费控制软件 R&S FSH View ：长期自动测试，数据存储等功能

R&S FSH 的一些附件为实际测量提供了极大便利，如：

•  12V 车载点烟器适配器： R&S FSH-Z21 ，方便野外充电

•  硬质铝箱： R&S FSH-Z6 ；

•  便携软背包： R&S FSH-Z25 ，方便随身携带

•  RS232 光接口到 USB 接口的转换连接线： R&S FSH-Z37 ，方便无串口的电脑使用