如今基于射頻原理的無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品隨處可見(jiàn)，從手機(jī)和平板電腦，到帶無(wú)線(xiàn)功能的筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)、RFID標(biāo)簽、NFC設(shè)備和帶無(wú)線(xiàn)功能的傳感器，射頻設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模在飛速擴(kuò)大。同時(shí)射頻設(shè)備的設(shè)計(jì)工程師和維護(hù)人員所面臨的技術(shù)問(wèn)題也變得越來(lái)越復(fù)雜而棘手。比如說(shuō)，這些設(shè)備的復(fù)雜性和功能性在不斷增加、數(shù)據(jù)傳輸速率要求更高、對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性的關(guān)注得更多，以及更高的元器件和模塊集成度都導(dǎo)致設(shè)計(jì)和測(cè)試變得越來(lái)越復(fù)雜。而且工程師現(xiàn)在還必須面對(duì)不同技術(shù)的不同測(cè)量要求、在單一設(shè)備上匯聚多種無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)，以及現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)演進(jìn)和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的局面。

由于現(xiàn)在很多電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)正在從模擬向數(shù)字過(guò)渡，設(shè)備要求更高的集成度和更加豐富的功能性，同時(shí)成本又需要更低。再加上視頻和社交媒體的推動(dòng)，設(shè)備往往還需要具備更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的功耗。所有這些設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，都需要高速、精確的射頻測(cè)試作為保證，這就給整個(gè)射頻測(cè)試行業(yè)帶來(lái)了很大的壓力和挑戰(zhàn)。另外，由于數(shù)字射頻應(yīng)用的迅速擴(kuò)大，推動(dòng)了包括移動(dòng)通信和頻譜管理在內(nèi)的大量不同應(yīng)用的測(cè)量需求，也由此產(chǎn)生了一個(gè)異常復(fù)雜的技術(shù)環(huán)境。目前這種環(huán)境正從設(shè)計(jì)工作臺(tái)轉(zhuǎn)向現(xiàn)場(chǎng)，這就需要便攜的手持式平臺(tái)測(cè)試儀器能夠加以支持。

便攜式儀器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前，隨著中國(guó)的無(wú)線(xiàn)電工業(yè)和無(wú)線(xiàn)電工程的發(fā)展，越來(lái)越多的工程師和技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝與維護(hù)作業(yè)時(shí)，需要便攜式的測(cè)量?jī)x器。羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理羅健就表示，“消費(fèi)電子、汽車(chē)、國(guó)防、教育、半導(dǎo)體制造和通信等諸多電子設(shè)備行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝及運(yùn)營(yíng)維護(hù)都需要便攜式測(cè)量?jī)x器的支持。正是由于這個(gè)原因，現(xiàn)在無(wú)論是國(guó)外廠(chǎng)商還是國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商，都在不斷地推出相應(yīng)的便攜式測(cè)試測(cè)量儀器，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。”他同時(shí)指出，到目前為止，便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器占整個(gè)測(cè)試測(cè)量?jī)x器總量的比重大概是10%的樣子。雖然便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器的市場(chǎng)規(guī)模在逐漸增大，但競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。

安捷倫手持式測(cè)量?jī)x表亞洲區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理趙江磊也表達(dá)了相似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，隨著眾多射頻/微波的用戶(hù)在產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備安裝及系統(tǒng)維護(hù)的過(guò)程中越來(lái)越重視產(chǎn)品的便攜性和易用性，便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x表的發(fā)展受到了廣大用戶(hù)的高度關(guān)注。他說(shuō)，“盡管目前臺(tái)式測(cè)試測(cè)量?jī)x表的比例還是占大多數(shù)，但是今后便攜式儀表的比重將會(huì)隨著外場(chǎng)試驗(yàn)升級(jí)、設(shè)備野外安裝及維護(hù)等測(cè)試的需要得到顯著提高。”

對(duì)于便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，泰克亞太區(qū)技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理沈鼐叡通過(guò)對(duì)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)的分析，給出了自己的觀點(diǎn)。“從總體比重來(lái)看，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的儀器的銷(xiāo)售額仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于便攜式手持平臺(tái)儀器，但從銷(xiāo)售數(shù)量來(lái)看，便攜式的增長(zhǎng)勢(shì)頭則非常強(qiáng)勁。”她這樣分析說(shuō)，“隨著現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性在不斷提升，客戶(hù)對(duì)于便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器的要求從以往的單純要求輕巧、便攜越來(lái)越向功能完善性提升。有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境的復(fù)雜度及不確定性甚至超過(guò)了實(shí)驗(yàn)室的情況，所以各種類(lèi)型儀器的便攜版本都在被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)。”

確實(shí)，以前針對(duì)外場(chǎng)測(cè)試設(shè)計(jì)的便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器，為了保證其便攜性，通常都會(huì)犧牲掉儀器的一些性能指標(biāo)和功能特性。而現(xiàn)在，這一情況正逐漸在改變，羅健就表示，現(xiàn)在的便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器不僅需要具備機(jī)動(dòng)性高，功能豐富、精確度高、重量輕、電池工作時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方便，還需要價(jià)格便宜，有防水防撞外殼設(shè)計(jì)和在陽(yáng)光下顯示清晰等特點(diǎn)才行。

便攜式儀器與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室儀器的差異

由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，實(shí)驗(yàn)室儀器多用于產(chǎn)品研發(fā)，所以對(duì)精度及可編程及自定義性要求更高，而便攜式儀器則對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)對(duì)、長(zhǎng)存儲(chǔ)及供電單元的耐用性有更高要求。沈鼐叡以泰克的便攜式手持平臺(tái)為例，解釋了便攜式儀器的設(shè)計(jì)初衷，她說(shuō)，“我們?cè)谠O(shè)計(jì)便攜式手持頻譜分析儀的時(shí)候，一方面既保留了臺(tái)式頻譜分析儀廣受歡迎的DPX實(shí)時(shí)頻譜功能，同時(shí)也兼顧多標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)分類(lèi)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出以便后期分析及地理定位等一系列針對(duì)便攜式應(yīng)用場(chǎng)景的功能。”

泰克的H500/SA2500便攜式無(wú)線(xiàn)信號(hào)偵測(cè)儀便是這樣一款射頻便攜式產(chǎn)品。這款儀器特別適合于頻譜管理、頻譜監(jiān)測(cè)和監(jiān)控、干擾檢測(cè)和調(diào)試以及信號(hào)識(shí)別的應(yīng)用。它的最大特色就是使查找干擾的調(diào)試變得空前簡(jiǎn)便，H500/SA2500 可以迅速掃描RF 環(huán)境，對(duì)已知信號(hào)分類(lèi)，使用經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的信號(hào)查找工具，幫助定位未知信號(hào)。通過(guò)掃描RF頻譜，用戶(hù)可以確定區(qū)域中有哪些信號(hào)發(fā)射裝置。 然后通過(guò)H500/SA2500提供的專(zhuān)家系統(tǒng)指南協(xié)助用戶(hù)通過(guò)多種信號(hào)分類(lèi)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)。一旦發(fā)現(xiàn)信號(hào)存在威脅，通過(guò)機(jī)器提供的各種現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證信號(hào)查找工具定位產(chǎn)生威脅的信號(hào)，通過(guò)內(nèi)置GPS、地圖及信號(hào)強(qiáng)度計(jì)的變化音調(diào)操作人員可以在查找時(shí)同時(shí)觀察周?chē)h(huán)境，更快定位干擾源。

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另外，從儀器使用的角度上來(lái)講，便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試測(cè)量?jī)x器在測(cè)試的過(guò)程中可以起到互補(bǔ)的作用。隨著集成電路的高速發(fā)展，便攜式測(cè)試測(cè)量?jī)x器在許多外場(chǎng)測(cè)試保障的任務(wù)中，測(cè)量精度和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室儀器的差距越來(lái)越少，而且客戶(hù)在使用手持式儀表的過(guò)程也不再是單純地追求儀表的便攜性，他們更加關(guān)注于產(chǎn)品本身能否將便攜性和測(cè)試的準(zhǔn)確性完美地結(jié)合在一起。

趙江磊表示，在安捷倫現(xiàn)有的手持式測(cè)量?jī)x表產(chǎn)品家族里，有頻率覆蓋從射頻到微波的多種解決方案，包括FieldFox系列微波多合一手持式分析儀、HSA系列手持式頻譜分析儀以及針對(duì)于電信運(yùn)維的天饋線(xiàn)分析儀N9330B。他說(shuō)，“安捷倫將自己超過(guò)七十余年的測(cè)試測(cè)量經(jīng)驗(yàn)濃縮在這樣一款全功能的微波測(cè)量?jī)x表里，并且在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中也更加關(guān)注客戶(hù)在野外使用時(shí)的感受。比如說(shuō)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)FieldFox系列的過(guò)程中，采用了和安捷倫的高檔網(wǎng)絡(luò)分析儀PNA系列完全一致的校準(zhǔn)引擎，這樣就可以保證客戶(hù)所得到的校準(zhǔn)精度和在使用高端網(wǎng)絡(luò)儀的時(shí)候是一模一樣的。”

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“在手持類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，安捷倫一直遵循以客戶(hù)為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)方針，更加關(guān)注于客戶(hù)在外場(chǎng)的實(shí)際使用感受。首先儀表本身提供業(yè)界一流的產(chǎn)品指標(biāo)以及可媲美于傳統(tǒng)臺(tái)式設(shè)備的測(cè)量精度，這樣就可以保障客戶(hù)外場(chǎng)使用時(shí)的測(cè)試結(jié)果真實(shí)有效。其次我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中引入了許多新的設(shè)計(jì)思路，例如采用低功耗的設(shè)計(jì)來(lái)保證長(zhǎng)時(shí)間的整機(jī)續(xù)航，全密閉無(wú)風(fēng)扇的整機(jī)設(shè)計(jì)以及支持iOS設(shè)備進(jìn)行基于儀表的遠(yuǎn)程操作等。” 趙江磊強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

鑒于FieldFox可能會(huì)用于白天或夜間、室內(nèi)或室外環(huán)境，它還包括明亮的低反射顯示屏、5種顯示模式和背光按鍵，可優(yōu)化在各種照明條件下的查看效果。此外，防水機(jī)箱、按鍵和機(jī)殼可在鹽分多的環(huán)境和潮濕環(huán)境中使用，溫度范圍10℃~55℃。為了防塵和擴(kuò)展一起的可能性，機(jī)箱上也沒(méi)有設(shè)計(jì)通風(fēng)孔或風(fēng)扇。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的連接器保護(hù)陷彎，可以防止射頻連接器脫落或遇到外部沖擊時(shí)帶來(lái)的損壞。為增強(qiáng)頻譜分析能力，安捷倫在FieldFox手持式頻譜分析儀中還引入了頻譜和信號(hào)分析儀的PowerSuite測(cè)量功能。這項(xiàng)功能支持用戶(hù)輕松地對(duì)信道化通信系統(tǒng)執(zhí)行快速、精確的一鍵式測(cè)量；FieldFox微波頻譜分析儀則利用InstaAlign改善測(cè)量精度，這是一種隨環(huán)境條件變化而自動(dòng)運(yùn)行的內(nèi)部幅度校正功能，無(wú)需用戶(hù)干預(yù)，從而可節(jié)省技術(shù)人員的工作時(shí)間。

羅德與施瓦茨的ZVH和FSH系列也都是針對(duì)移動(dòng)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的便攜式手持測(cè)試測(cè)量?jī)x器。ZVH是該公司推出的新一代天饋線(xiàn)分析儀，集快速的天饋線(xiàn)分析與高性能的頻譜測(cè)試于一身，無(wú)論是在外場(chǎng)進(jìn)行發(fā)射機(jī)的安裝、無(wú)線(xiàn)干擾查找，或者是頻譜分析，ZVH都可以輕松勝任。該儀器在業(yè)界首創(chuàng)了任務(wù)管理器工作模式，用戶(hù)可以預(yù)先設(shè)置好任務(wù)模板，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，只需要連接好，按一下運(yùn)行鍵，剩下的工作全部有ZVH自動(dòng)完成，比傳統(tǒng)天饋線(xiàn)分析儀的工作效率搞3倍以上。而FSH系列手持式頻譜分析儀集頻譜分析、天饋線(xiàn)分析、全功能矢量網(wǎng)絡(luò)分析、矢量電壓表、功率計(jì)主機(jī)、寬帶通信解調(diào)等多種測(cè)試功能于一身，擁有媲美中高檔臺(tái)式頻譜儀的指標(biāo)。

羅健表示，通常平衡便攜性和性能指標(biāo)時(shí)，價(jià)格是主要的方面，在關(guān)鍵指標(biāo)的精度上也是保證達(dá)到中檔儀表的水平。另外，羅德與施瓦茨公司很多的中檔儀表或?qū)嶒?yàn)室的測(cè)試儀器，都專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了便攜式的選件，可以將中端儀器或臺(tái)式儀器作為便攜式的儀器使用。

測(cè)量?jī)x器廠(chǎng)商的應(yīng)對(duì)策略

整個(gè)射頻測(cè)試行業(yè)，我們可以看到一些明顯的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)，比如測(cè)試的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)射頻測(cè)試的速度要求越來(lái)越嚴(yán)苛；一些新的產(chǎn)品在同一個(gè)設(shè)備上集成了多種無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)；現(xiàn)有通信標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)演進(jìn)和一些新技術(shù)的出現(xiàn)。這些都給射頻測(cè)試帶來(lái)了巨大的壓力，這也是測(cè)試儀器廠(chǎng)商們不得不面對(duì)的挑戰(zhàn)。

其實(shí)，很多時(shí)候壓力也是推動(dòng)自己前進(jìn)的動(dòng)力。泰克的沈鼐叡就說(shuō)，“正是由于這些壓力的推動(dòng)，泰克在射頻測(cè)試方面從未停止過(guò)前進(jìn)的步伐。我們的產(chǎn)品并不是一味的順應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，而是真正從客戶(hù)的應(yīng)用角度出發(fā)，在推出符合最新無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的同時(shí)解決他們?cè)谌粘９ぷ髦凶畛Ｓ龅降睦_，用我們的經(jīng)驗(yàn)提高他們的效率。”

“儀器儀表行業(yè)一直都是處于產(chǎn)業(yè)變化的最前沿，安捷倫作為主要的設(shè)備廠(chǎng)商也在積極地關(guān)注這些業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的變化，并適時(shí)地推出相應(yīng)的解決方案來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的測(cè)試要求。” 趙江磊對(duì)測(cè)試測(cè)量行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)這樣回應(yīng)。他同時(shí)也表示，在無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域，安捷倫多年來(lái)一直專(zhuān)注于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究與測(cè)試產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作，為研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、認(rèn)證測(cè)試、外場(chǎng)安裝維護(hù)等方面提供各種精密高效的包括TD-SCDMA和TD-LTE在內(nèi)的各種無(wú)線(xiàn)通信測(cè)量解決方案。在2013年中我們陸續(xù)推出了許多新的重量級(jí)產(chǎn)品，例如新型 E6607C EXT 無(wú)線(xiàn)通信測(cè)試儀。該測(cè)試儀內(nèi)置多端口適配器，可同時(shí)測(cè)試多個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的大規(guī)模無(wú)線(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)測(cè)試。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，羅德與施瓦茨的羅健表示，羅德與施瓦茨一直遵循“推動(dòng)極限(Pushing Limits)”發(fā)展理念，行業(yè)內(nèi)的技術(shù)發(fā)展也是推動(dòng)我們發(fā)展的機(jī)會(huì)。我們長(zhǎng)期服務(wù)于電子工程和電子工業(yè)的客戶(hù)，致力于生產(chǎn)出用戶(hù)需要的測(cè)試儀器，幫助用戶(hù)解決工作中遇到的問(wèn)題與困難。我們也在不斷更新各類(lèi)測(cè)試儀器，將最先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)測(cè)試儀器中，使每一款新的測(cè)試儀器都會(huì)在性能指標(biāo)、測(cè)試功能及測(cè)試方法等方面有所突破。

由此可見(jiàn)，就目前來(lái)看的話(huà)，便攜式儀器在射頻測(cè)試行業(yè)來(lái)說(shuō)還處于輔助階段，互為補(bǔ)充。但隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，便攜式儀器所占的比重會(huì)越來(lái)越大，也會(huì)變得越來(lái)越重要。