1）实时频谱分析技术
大多数现代雷达和通信系统是基于脉冲式和间歇性突发信号来传送分组化信息。测试这类系统中的异步事件的传统测量方法通常是使用示波器检测突发的时域特点，使用频谱分析仪检测信号频域特点。在多数情况下，这些瞬变信号发生的速度对于传统扫频分析仪太快了，并且瞬变信号的快速上升下降时间会产生频谱成分，从而大大增加了捕获分析这些信号的难度。实时频谱分析技术的核心思想是快速发现问题、实时触发、无缝捕获、多域关联分析。一旦发现问题，测试仪器会根据信号时域或频域特征对特定的信号进行触发采集，触发导致信号被无缝捕获到存储器中，捕获完成后，就可以分析信号的时域、频域和调制域特点。
2）实时频谱技术可以迅速发现瞬态信号
信号测试的目的是诊断问题、分析问题、解决问题，因此认识到存在问题是解决问题的第一步。迅速发现问题要求必须提高FFT频谱测试速度。随着现代DSP技术的发展，通过专用的FFT硬件处理器，FFT的计算速度已经达到每秒可以计算几十万甚至上百万次频谱。在一定的测试带宽下，执行频率变换的速度可以达到完全实时的效果。由于数据传输速率、仪器显示刷新速率和人眼的视觉滞留效应的影响，要观测这些实时的动态频谱却变得非常困难。实时频谱呈现技术通过利用彩色位图显示替代传统的线型轨迹显示，使得显示屏幕上不仅可以区分同一时间发生的多个不同信号。还可以呈现出信号频谱随时间变化的动态过程。如果控制频谱数据得到的每一幅位图在显示屏幕上滞留的时间，就可以将信号频谱时间变化的情况可达到“实况直播”的效果。实时频谱呈现技术不仅可以查看强信号中的弱信号，还可以突出显示不频繁的短时间事件，因此可以呈现传统频谱分析仪或矢量信号分析仪看不到的信号行为，为发现信号的异常行为提供了一种新的途径。
3）多域同步分析技术和现代时频分析技术
图4-97 多域分析四相编码雷达信号
为了提高对信号数据的理解和利用，发现调制过程中存在的问题，必须对复杂调制信号的细微特征进行分析。要求信号分析仪能够观测到输入信号的幅度、频率和相位的任何细小变化，进而分析其变化规律。由于复杂调制信号的频率和相位随着时间按某种形式在改变，因此必须了解被测信号频率、幅度和调制参数在短时间或长时间内的行为方式。这就需要传统的测试分析仪必须增加另一个维度——时间。一旦信号已经采集并存储下来，就需要对信号进行分析了。分析信号可从多个域进行分析，包括时域分析、频域分析、调制域分析、码域分析、三维时频域（谱图）分析等。由于所有这些分析都是基于同一套底层时域样点的数据，那么在频域、时域和调制域中，通过一次采集就可以进行全方位的信号分析。通过时间相关的多域分析视图，包括频域、时域、调制域、时频域、相位与时间、数字域、三维码谱，关联方式可通过视图关联、光标关联、码表关联等，让测试者了解频域、时域、码域、调制域中的特定事件怎样在公共时间参考上相关，可以全面了解信号的时间行为特征，这对分析复杂调制信号将体现出极大的优势。如图4-97所示为雷达信号的脉内细微特征的多域分析结果。
多域分析还包含AF频谱监测，分析AM或RF power的解调频谱，有助于分析未知信号的符号速率。对应于非等幅连续数字调制信号（如PSK、QAM信号），在AF频谱上，大于0 Hz的第一个峰值点通常对应于信号的符号速率，使未知信号的矢量分析成为可能。
现代谱估计理论、时频分析理论等现代信号处理技术在瞬时频率估计、故障诊断、信号检测和分类等方面具有相当的优势。时频分析主要是描述信号的频谱含量在时间上的变化，其目的是建立一种分布，以便能在时间和频率上同时表示信号的能量或强度。时频分析技术提供了从时域到时频域的变换，能够作出时频分布图形（二维或三维），从而能够在时频平面上表示出信号中各个分量的时间关联谱特性，在每个时间指示出信号在瞬时频率附近的能量聚集情况。
4）多维立体显示技术
图4-98 信号的时间、频率、幅度三维立体图
多维立体显示技术将相关联的多个参数显示在一幅多维立体图中，能直观地反映出瞬变电磁信号的变化情况。通过多维立体图的旋转、缩放、投影、镜像等操作，可以从各个角度对信号进行查看和分析。如图4-98所示为信号在时间轴、频率轴、幅度轴上的三维立体图，该图全面地展现了信号各频率分量随时间变化的情况。多维立体显示技术将多个域中的分析数据精确地关联起来并以立体图像的形式显示出来，更为形象、直观。
传统的测试仪器在测试瞬变电磁信号时存在先天性的不足，不能满足瞬变电磁信号的测试需求。无线信号日益突出的瞬态特性，要求测试必须能够实时分析、捕获并存储信号，既可以实时查看信号的变化，也可以重现信号的变化过程。瞬变电磁信号测试与分析技术的发展，将帮助工程师们走出瞬变信号的测试困境。
本章小结
频谱分析仪用于信号在频域内的分析，被称为频域的示波器，它能测量信号的调制特性，如调幅、调频、脉冲调制等，也可以对信号频谱纯度进行分析，如信号失真、相位噪声等。本章介绍了微波信号频谱分析，频谱分析的基本概念，超外差或频谱分析仪的原理及组成，频谱分析仪的基本特性，微波频谱仪的典型应用，相位噪声测量，频谱分析仪毫米波扩频测量原理，实时频谱分析仪工作原理和应用，AV4011系列实时频谱分析仪，最后介绍几种典型的频谱分析仪产品。AV4036系列微波频谱分析仪是高性能频谱分析仪，它能够测量在时域测量中不易得到的信息，如频谱纯度、寄生、交调、噪声边带等参数；可应用于通用射频频谱检测、移动通信、电子对抗、导航、有线电视等领域，并具有灵活的多功能扩展能力，可方便地组成各种维修测试平台。最后介绍了毫米波信号分析仪新技术与发展趋势。(www.xing528.com)
习题作业
1.频谱分析仪的主要性能指标有哪些？
2.动态范围的含义是什么？
3.用频谱分析仪测量调幅信号的方法有几种？如何测量？
4.简述信号失真和相位噪声的测量方法。
5.要想较完整地观测频率为20 kHz的方波，频谱仪的扫描宽度应至少达到多少？
6.FFT分析仪为什么能够进行实时分析？
7.用频谱仪如何测试调频波的频偏fD
8.用频谱仪如何测试调幅波的调制度？
9.简述实时频谱分析仪工作原理。
10.频谱分析仪的频率特性有哪些？
11.频谱分析仪的幅度特性有哪些？
12.如何进行低电平信号的测量？
13.如何进行幅度调制特性测量？
14.如何进行频率调制特性测量？
15.如何进行脉冲调制信号测量？
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