Anritsu MS 2712E 频谱仪在频谱收测及频率测量中的应用探讨

杨　杰　卓　佳

Anritsu MS 2712E 频谱仪在频谱收测及频率测量中的应用探讨

杨杰卓佳

（作者单位：国家新闻出版广电总局二八一台）

广播频段频谱负荷收测是广播电视监测和监管的必要工作，只有了解广播频段的频谱负荷，才能够明确监测和监管目标，保障人民群众的收听。Anritsu MS2712E频谱仪可以提供频谱收测的相关测量功能，能对频谱收测工作的进行提供便利。本文在介绍频谱收测和频谱仪相关原理的基础上，利用Anritsu MS2712E对频谱收测的相关测量进行讲解，为频谱收测工作者在今后的工作中提供参考。

无线电频谱；频谱收测；Anritsu MS2712E；分辨率带宽；视频带宽

随着无线广播技术的进步，人民群众对广播播音质量和效果的要求越来越高。因此，了解各频道负荷情况与收测频道内各电台的工作状况、发射特性和各电台的归属就很有必要。通过频谱负荷收测不仅可以了解某一地区在不同时间内频谱占用情况，还可以掌握那些尚未被占用的频率与时间。

Anritsu MS2712E频谱仪是一款优秀的便携式频谱仪，它在提高频谱收测的效率上有着显著优势，熟练地使用此仪器，不仅对频谱收测大有裨益，还能提高广播电视监测和监管工作的效率。

1　频谱收测及意义

1.1无线电频谱

无线电频谱是频率谱密度的简称，表示频率的分布曲线，它使对信号的研究从时域引到了频域，给研究者带来了更直观的认识。电磁频谱中，把3 000 GHz以下的部分称为无线电频谱，根据无线电波的传播及使用特点，国际上将其划分为12个频段，通信只使用其中的4～12个频段，无线电频谱和波段划分如表1所示。

表1　无线电频谱和波段划分

无线电频谱具有以下特性：无线电频谱资源是有限的；无线电频谱资源是一种非消耗资源；无线电波具有固有的传播特性；无线电频谱资源极易受到污染。

根据无线电波的特性，可以用来传递大量信息，其中无线电广播就是最早的应用之一，根据调制和波段的不同，民间主要的无线电广播分为AM和FM调制，包括中频（MF）、高频（HF）和甚高频（VHF），即常说的中波广播、短波广播和调频广播。中波广播频段为526.5～1606.5 kHz；频道间隔是9 kHz；必要带宽是9 kHz。短波广播频段范围为2 300～26 100 kHz；频道间隔为10 kHz，也可用5 kHz间隔，对不同地区交叉发射；必要带宽是9 kHz。调频广播频段为87～108 MHz；频道间隔是100 kHz；必要带宽是200 kHz。

1.2频谱收测内容

频谱负荷收测内容包括各频道上收到的电台名称、归属、台址、各个时刻所播的节目语言、信号强度、调制方式、频带宽度、干扰情况与可听度评价等。

频谱负荷收测按照频段不同，可分为短波、中波与米波波段等。其中以短波频谱负荷最为拥挤，频谱负荷的变动情况也最为频繁。

频谱收测方式又可分为人工收测与自动收测两种。人工收测，可以辨认出某台的台名、语言节目、干扰情况、信号强度与可听度情况等。自动收测系统则利用自动频谱占用记录仪收测。从自动记录的纸带上可以看出哪些频道或频率已被占用，占用时间的长短、各占用频道（或频率）的信号强弱，调制方式及频带宽度等。

1.3频谱收测的意义

中、短波频谱的收测的主要用途：一是对收测地点广播频段频谱占用情况进行了解，为利用频谱资源提供有效的依据；二是对收测地点的各国广播电台收听情况和各国频率的实际使用状况进行了解，尤其是国外电台对我国国内广播情况；三是对收测地点各频道广播电台密度进行了解，为分配频率提供有效的依据；四是及早发现并查明我国电台信号受到的干扰情况；五是及早发现并查明非法电台或“地下电台”；六是提供选用最佳工作频段与清静频道的依据；七是有利于积累与掌握无线电波传播的规律。

2　Anritsu MS2712E简介

2.1Anritsu MS2712E简介

Anritsu MS2712E是一台手持式综合频谱分析仪，可快速提供精确的测量结果。具有多语言界面，支持中文操作。频率范围100～3.0 GHz。内置合成信号基准源。内置AM/FM解调接收机。内置动态衰减器跟踪信号源模式，增加了从10～3 GHz的标量分析功能。

通过使用主要的仪器功能：Frequency、Span、Amplitude和Bandwidth等可以很容易进行相关测量。它具有一个高分辨率液晶显示屏（640x480VGA LCD），可以很容易在各种光线下观察测量结果。Anritsu MS2712E在充满电的情况下，可连续工作1.5～2小时，还可用12.5 V的直流供电。Anritsu MS2712E可用于监视、测量和分析信号环境。典型的测量包括带内干扰、发射频谱分析、天线隔离和区域干扰，并能够在整个测量范围进行标记。例如：峰值、中心频率、频率间隔等，完成对显示信号的测量。

2.2Anritsu MS2712E使用注意事项2.2.1 合理设置RBW和VBW

在使用频谱仪进行频谱扫描和频谱分析时，合理设置RBW（分辨率带宽）和VBW（视频带宽），有助于提高数据的准确度和精确度。二者的作用各有不同，简单来讲：RBW的大小决定了进入频谱仪的信号带宽；VBW的大小决定了最后显示在屏幕上的信号带宽。

分辨率带宽是由频谱仪的中频滤波器带宽决定的。频谱分析仪轨迹的形状取决于中频滤波器。如果在频谱分析仪中使用了一个以上的中频滤波器，那么，带宽最窄的将决定仪器的分辨率带宽。分辨带宽的选择取决于几个因素，滤波器稳定需要时间，即当一个信号从滤波器的输入端到达输出端时，需要一定的时间。另外，滤波器的输出达到稳定的值也需要时间。滤波器带宽越窄，稳定时间越长。

分辨率带宽的选择还取决于被测量的信号。如果要分开两个同时输入的信号，需要窄的带宽。如果用较宽的带宽，那么两个信号的能量就会显示在同一幅图形当中，在所观察的频带中就不能分辨出这两个信号。但是，一个宽带的测量将包括基本的频率、谐波、杂散响应和噪声，而窄带测量将滤除所有其他频率分量，只保留基本频率的测量结果。两种测量各有优点，具体由用户的需要来决定。在测量当中，总有一些噪声存在，噪声在频域的所有频段都存在。如果在测量中包括了噪声，由于噪声电平将使测量值不正确（太大），频带越宽，包括的噪声越多。频带窄，则进入分辨带宽滤波器的噪声就很小，在频谱仪上，噪声基底将会下落。这是因为频谱仪的中频滤波器是窄带，可以减少噪声。当测量噪声电平下落，小信号就能显示出来。作为一个常用的规则，频谱仪测量的最大RBW被设为30 kHz。

频谱仪通常在检波后使用另一种被称为VIDEO FILTERING的滤波器。这种滤波器也影响显示的噪声，但与分辨率带宽的方式不同。在视频滤波器中，噪声的平均电平保持不变但噪声的变化被减少。因此，视频滤波器的作用是“平滑”信号的噪声。频谱仪显示的结果是噪声基底压缩为一条单薄的线迹，而线迹的位置保持不变。因此，改变VBW不能改善灵敏度，但在测量小功率信号时，VBW改善了识别能立和再现性。一般情况下RBW为VBW的10倍左右。

2.2.2信道带宽的选择

在测量信道功率时，正确地选择信道带宽是测量数据准确的关键。设置过大，测量值会偏大；设置过小，测量值会偏小。不同信号的信道带宽一般不同，如电视信号带宽为8 MHz，调频信号带宽为200 kHz，短波信号带宽为5 kHz。因此，对不同信号测量时，要注意信道带宽的选择，以免出现测量错误。

2.3Anritsu MS2712E在频谱收测中的作用

作为一款多功能的频谱仪，Anritsu MS2712E具有多种测量模式，即：频谱分析，AM&FM信号解调分析和PMI解调分析。在频谱收测中，收测可以用到频谱分析和AM&FM信号解调分析功能。其中频谱分析可以用来进行频谱扫描、查明信号干扰、测量信道功率、6dB带宽等，AM&FM信号解调分析可用来对收测信号进行解调，收听播音质量和效果，以及测量载波功率。

3　Anritsu MS2712E在频谱收测中的测量实例

首先，打开Anritsu MS2712E，然后按复位键，复位频谱仪；再调节RBW 和VBW。本文以开阔地带的中波频谱收测为实例，因此可把RBW设为1 kHz，VBW设为300 Hz，信道带宽设为10 kHz；进行频谱扫描，并对相应频率进行指标测量，保存数据。

3.1进行频谱扫描

进行频谱收测时，一般要先在合适的环境下进行频谱扫描，找到接收频率，并对扫描结果保存，以便在后续测量中使用。以下是利用Anritsu MS2712E在开阔地带进行中波频谱扫描。

图1　中波频谱扫描截图

从图1可以看到：可收到的中波频率较多，其中电平达到50 dBμV的有4个频率，30～50 dBμV的频率有6个，20～30 dBμV有2个；根据频谱收测的要求，选场强值超过50dBμV/m记录电台频率、台名、国家、语言、可听度。电平50 dBμV以上的频率是：540 kHz，576 kHz，855 kHz和1008 kHz。

图2　576kHz载波功率测量

3.2对收测频率进行解调

确定收测频率后，通过Anritsu MS2712E频谱仪解调功能，对指定频率进行解调，并确定该台的台名和语言。通过解调收听后可以发现，收到的电平50 dBμV以上的频率的台名和语言如表2所示。

表2　电平50dBμ V以上的频率的台名和语言

从表2中，可以看出此次频谱扫描收到的中波频率主要为中央台和省级一套，其中中央人民广播电台中国之声2个，中央人民广播电台经济之声1个，云南人民广播电台新闻广播1个；且收听效果良好，可听度均在3分以上。

3.3对收测频率进行测量

利用Anritsu MS2712E频谱仪，对频率576 kHz进行相关测量，可得到其信道功率为-38.3 dBm，载波功率为-36.6 dBm，3 dB带宽为1.016 kHz。以下是载波功率测量（图2）和3 dB带宽（图3）测量结果。

图2和图3中，576 kHz的载波功率为-38.3 dBm，3 dB带宽为1.016 kHz，表明其发射特性良好，符合国家标准。

图3　576kHz3dB带宽测量

4　结语

虽然随着科技的发展，数字化广播、互联网广播越来越多，中短波广播在民间的使用率越来越低，但在地震等各种灾害发生时，无线电广播仍是最重要的广播手段之一。因此，对无线电广播频段进行频谱收测就显得很重要。利用Anritsu MS2712E频谱仪，可以进行一些简单的频谱收测，对收测频率的一些指标能够较准确测量。因此，掌握好Anritsu MS2712E频谱仪的使用，有助于频谱收测工作的顺利进行，有利于广播监测和监管工作的有效进行。

杨杰（1989-），男，彝族，云南开远人，助理工程师，研究方向：广播监测；卓佳（1990-），女，四川宜宾人，助理工程师，研究方向：广播监测。

[1]陈德泽.广播电视监测技术[M].北京:中国广播电视出版社,2008.