现场工程师经常发现每天都面临着特殊的挑战。一个典型的工作日可能涉及测量各种设备或信号——电缆、天线、空中 5G 信号或间歇性杂散信号。成功完成这些任务需要对射频测量有基本的了解，并需要便携式、易于使用的手持式仪器中国机械网okmao.com。
现场工程师执行五种常见的测量：实时频谱分析 (RTSA)、噪声系数测量、电缆和天线测试 (CAT)、空中 (OTA) 测试和电磁场 (EMF) 暴露评估。以下是这些基本程序的概要。
RTSA 示例
上图，是德科技的 FieldFox 手持式分析仪使用 10-MHz 带宽捕获的 Wi-Fi 信号。下面是使用 100 MHz 带宽捕获的显示。100-MHz 带宽设置允许在一个显示器中可视化整个频段。
RTSA 无间隙地处理信号样本并生成与传统频谱分析测量相对应的测量，例如标量、功率或幅度。
无线网络上的信号干扰正在上升，导致信号质量不佳，从而导致链路中断或音频断断续续。干扰对无线设备和通信产生深远的影响，范围从汽车无线电到公共安全等关键任务应用。
传统的频谱分析技术有一个内置的死区时间，在此期间分析仪处理数据以供显示。在此死区时间内可能会出现间歇性干扰。此外，在高度动态的信号环境中，更宽或更长时间的信号会掩盖微弱信号并造成干扰。另一方面，无间隙 RTSA 可检测并显示这些瞬态重叠信号，以便工程师可以查看干扰源。
同信道干扰检测和故障排除是通信网络中最具挑战性的任务，因为干扰源可以隐藏在服务频率下。通常，用户必须关闭载波发射机才能找到同一频道中的任何其他信号。关闭载波信号的过程往往是侵入性的，可能会中断正常的通信服务。此外，在许多情况下，根据基站测试等服务的性质，关闭服务发射机是不可行的。幸运的是，RTSA 分析了空中特性，检测了服务运营商下隐藏的干扰源。
噪声系数测量
噪声系数测量信号通过有源或无源设备时信噪比的下降。
噪声系数测量
包含不确定性计算的噪声系数测量的屏幕截图。
噪声系数独特地表征整个系统及其组件，包括前置放大器、混频器和中频放大器。通过控制组件噪声系数和增益，设计人员可以控制整个系统的噪声系数。确定噪声系数后，您可以轻松地根据系统带宽估算系统灵敏度。
接收器的一个关键性能指标是其灵敏度——能够可靠地辨别接近本底噪声的小信号。密切相关的是系统的信噪比。较低的噪声系数值通常意味着更好的设备性能。
然而，内部产生的噪声会降低器件性能。内部产生的噪声会降低链路预算，并强制使用更强大的发射器或更昂贵的天线作为接收器。要全面了解系统性能，需要对内部产生的噪声进行评估。最大限度地减少接收机噪声是优化通信系统而不降低质量的最具成本效益的方法。
除了网络分析、频谱分析和功率传感器功能外，还能够执行噪声系数测量，从而能够在现场对放大器和转换器进行完整的表征。手持式分析仪通常使用“Y 因子”方法进行噪声系数测量。该技术允许您测量系统组件，例如放大器、下变频器和上变频器。您可以轻松地实时查看不确定度的变化，内置的不确定度计算器在跟踪数据上显示垂直条。快速进行这些测量以表征噪声系数的能力对于快速优化设计非常重要。
电缆和天线测量 (CAT) 可验证和排除射频/微波/毫米波传输系统和天线的故障。这些测量沿同轴电缆进行，该电缆将发射器与其天线相连，或在天线与其接收器之间进行。CAT 可识别适配器性能不佳和天线损坏的位置，以及电缆断裂或弯曲的位置。
电缆、连接器和天线故障会导致许多蜂窝基站问题。问题包括较差的覆盖范围和不必要的切换。组件故障经常是由于恶劣的天气导致暴露的电缆系统传输线损坏。屏蔽电缆安装也容易受到热量、压力和油泄漏到系统的影响。此外，电缆故障通常出现在电缆和连接之间的接口处，其中电缆中的焊接接头和压接会变弱和断裂。
传输线通常太长，无法进行端到端的电缆测量来揭示故障的位置。当无法进行端到端测量并且线路中形成扭结或切口时，可以尝试两种电缆故障排除技术： 故障距离 (DTF) 报告每个电缆故障的位置。时域反射计 (TDR) 表征故障类型，例如电缆弯曲或切割。电缆弯曲表现为电容性（返回迹线向下反射），而电缆切口表现为电感性（返回迹线向上反射）。
故障显示距离
黄色轨迹显示了具有开放端的电缆的 DTF 测量值。存储在内存中的蓝色轨迹显示了在 50 Ω 负载中端接的同一根电缆。
先进的手持式分析仪可快速准确地表征整个电缆传输系统以及系统中的各个组件。只需按一下按钮即可使用 DTF 和 TDR 功能，您可以快速确定损坏的位置和类型。这些功能还有助于通过信号反射、回波损耗和电压驻波比函数验证安装地点的单个天线的性能。当一个站点有多根天线时，手持式分析仪可以验证天线与天线之间的隔离度，无论这些天线是与同一系统相关联还是与不同系统相关联。
空中下载 (OTA) 测试
OTA 测量可评估确保各种移动通信场景（包括语音、文本消息和数据服务）中的连续连接所需的小区覆盖水平。
无线网络继续变得越来越复杂，尤其是在 5G 等开创性技术下。网络覆盖是一项重大挑战，因为当今的无线网络由多层宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝组成。随着用户在 LTE 和 5G 之间转换，运营商在定义和排除无线覆盖范围方面面临困难。
OTA测试
Keysight FieldFox 手持式分析仪的 5G NR OTA 扫描结果显示了一个包含解调信息的表格和一个包含小区信号强度的条形图。
现场 OTA 天线测试是验证每个小区是否有足够的邻居来成功切换的最佳方式。OTA 测量允许扫描一个区域以确定有多少可用的小区，确定哪些小区是好邻居，并排除切换问题（例如缺少邻居）。
OTA 应用程序支持 LTE 和 5G 新无线电 (5G NR) 解调，让您深入了解小区覆盖范围。该信息包括所有可用小区的任何给定频率上的物理小区 ID 和控制信道（通常称为分量载波）度量。OTA 测量还有助于解决识别丢失邻居的常见问题。
一些分析仪提供了一种有用的功能：它们显示不同分量载波上最强的小区。此功能可加快为任何给定位置选择最佳频率以优化频率间切换的过程。
评估电磁场 (EMF) 暴露
操作员必须验证 EMF 暴露水平的合规性，并且经常在现场使用 EMF 特定测量和三轴天线来执行此操作。随着技术的发展，射频频谱变得更加拥挤。目前，许多商业技术在低频段无线电频率中发挥作用。随着消费者在生活中添加越来越多的智能设备，探索更高频率的动力也越来越大。
5G 信号的特性比 LTE 需要更多的基站天线——尤其是在人口稠密的地区。除了需要大量天线外，5G 毫米波信号还具有与之前标准不同的 EMF 特性。因此，运营商必须在现场验证 EMF 暴露水平，实施 5G 的公司必须在部署期间验证其 EMF 水平。
射频频谱
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EMF 辐射的暴露限制因国家/地区而异。许多国家/地区的法规基于国际非电离辐射防护委员会 (ICNIRP)、电气和电子工程师协会 (IEEE) 和美国联邦通信委员会 (FCC) 等组织的调查结果。
现代通信系统的安装和维护通常需要对滤波器、双工器或天线等组件进行现场验证和调整。随着 OTA 系统变得越来越复杂和发展，现场工程师必须携带手持仪器来执行保持网络正常运行所必需的测试，而且他们必须知道如何使用它。对测量基础知识和技术的理解为现场工程师提供了应对 RF 网络挑战的工具。