如今基于射頻原理的無線通信產(chǎn)品隨處可見，從手機(jī)和平板電腦，到帶無線功能的筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)、RFID標(biāo)簽、NFC設(shè)備和帶無線功能的傳感器，射頻設(shè)備的市場規(guī)模在飛速擴(kuò)大。同時射頻設(shè)備的設(shè)計(jì)工程師和維護(hù)人員所面臨的技術(shù)問題也變得越來越復(fù)雜而棘手。比如說，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)和測試變得越來越復(fù)雜。而且工程師現(xiàn)在還必須面對不同技術(shù)的不同測量要求、在單一設(shè)備上匯聚多種無線通信標(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)字過渡，設(shè)備要求更高的集成度和更加豐富的功能性，同時成本又需要更低。再加上視頻和社交媒體的推動，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，都需要高速、精確的射頻測試作為保證，這就給整個射頻測試行業(yè)帶來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，推動了包括移動通信和頻譜管理在內(nèi)的大量不同應(yīng)用的測量需求，也由此產(chǎn)生了一個異常復(fù)雜的技術(shù)環(huán)境。目前這種環(huán)境正從設(shè)計(jì)工作臺轉(zhuǎn)向現(xiàn)場，這就需要便攜的手持式平臺測試儀器能夠加以支持。

便攜式儀器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

目前，隨著中國的無線電工業(yè)和無線電工程的發(fā)展，越來越多的工程師和技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行安裝與維護(hù)作業(yè)時，需要便攜式的測量儀器。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、國防、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)場設(shè)備安裝及運(yùn)營維護(hù)都需要便攜式測量儀器的支持。正是由于這個原因，現(xiàn)在無論是國外廠商還是國內(nèi)廠商，都在不斷地推出相應(yīng)的便攜式測試測量儀器，以滿足用戶的需求。”他同時指出，到目前為止，便攜式測試測量儀器占整個測試測量儀器總量的比重大概是10%的樣子。雖然便攜式測試測量儀器的市場規(guī)模在逐漸增大，但競爭也越來越激烈。

安捷倫手持式測量儀表亞洲區(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/微波的用戶在產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備安裝及系統(tǒng)維護(hù)的過程中越來越重視產(chǎn)品的便攜性和易用性，便攜式測試測量儀表的發(fā)展受到了廣大用戶的高度關(guān)注。他說，“盡管目前臺式測試測量儀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隨著外場試驗(yàn)升級、設(shè)備野外安裝及維護(hù)等測試的需要得到顯著提高。”

對于便攜式測試測量儀器未來的發(fā)展趨勢，泰克亞太區(qū)技術(shù)營銷經(jīng)理沈鼐叡通過對銷售數(shù)據(jù)的分析，給出了自己的觀點(diǎn)。“從總體比重來看，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室平臺的儀器的銷售額仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于便攜式手持平臺儀器，但從銷售數(shù)量來看，便攜式的增長勢頭則非常強(qiáng)勁。”她這樣分析說，“隨著現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性在不斷提升，客戶對于便攜式測試測量儀器的要求從以往的單純要求輕巧、便攜越來越向功能完善性提升。有時現(xiàn)場測試環(huán)境的復(fù)雜度及不確定性甚至超過了實(shí)驗(yàn)室的情況，所以各種類型儀器的便攜版本都在被不斷開發(fā)出來。”

確實(shí)，以前針對外場測試設(shè)計(jì)的便攜式測試測量儀器，為了保證其便攜性，通常都會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)在的便攜式測試測量儀器不僅需要具備機(jī)動性高，功能豐富、精確度高、重量輕、電池工作時間長、數(shù)據(jù)存儲方便，還需要價(jià)格便宜，有防水防撞外殼設(shè)計(jì)和在陽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)用場景的不同，實(shí)驗(yàn)室儀器多用于產(chǎn)品研發(fā)，所以對精度及可編程及自定義性要求更高，而便攜式儀器則對于復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)對、長存儲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為例，解釋了便攜式儀器的設(shè)計(jì)初衷，她說，“我們在設(shè)計(jì)便攜式手持頻譜分析儀的時候，一方面既保留了臺式頻譜分析儀廣受歡迎的DPX實(shí)時頻譜功能，同時也兼顧多標(biāo)準(zhǔn)信號分類、現(xiàn)場數(shù)據(jù)導(dǎo)出以便后期分析及地理定位等一系列針對便攜式應(yīng)用場景的功能。”

泰克的H500/SA2500便攜式無線信號偵測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)測和監(jiān)控、干擾檢測和調(diào)試以及信號識別的應(yīng)用。它的最大特色就是使查找干擾的調(diào)試變得空前簡便，H500/SA2500 可以迅速掃描RF 環(huán)境，對已知信號分類，使用經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證的信號查找工具，幫助定位未知信號。通過掃描RF頻譜，用戶可以確定區(qū)域中有哪些信號發(fā)射裝置。 然后通過H500/SA2500提供的專家系統(tǒng)指南協(xié)助用戶通過多種信號分類算法對信號進(jìn)行分類。一旦發(fā)現(xiàn)信號存在威脅，通過機(jī)器提供的各種現(xiàn)場驗(yàn)證信號查找工具定位產(chǎn)生威脅的信號，通過內(nèi)置GPS、地圖及信號強(qiáng)度計(jì)的變化音調(diào)操作人員可以在查找時同時觀察周圍環(huán)境，更快定位干擾源。

圖1、泰克的H500/SA2500便攜式無線信號偵測儀

另外，從儀器使用的角度上來講，便攜式測試測量儀器與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測試測量儀器在測試的過程中可以起到互補(bǔ)的作用。隨著集成電路的高速發(fā)展，便攜式測試測量儀器在許多外場測試保障的任務(wù)中，測量精度和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室儀器的差距越來越少，而且客戶在使用手持式儀表的過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)有的手持式測量儀表產(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于電信運(yùn)維的天饋線分析儀N9330B。他說，“安捷倫將自己超過七十余年的測試測量經(jīng)驗(yàn)濃縮在這樣一款全功能的微波測量儀表里，并且在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中也更加關(guān)注客戶在野外使用時的感受。比如說，我們在設(shè)計(jì)FieldFox系列的過程中，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所得到的校準(zhǔn)精度和在使用高端網(wǎng)絡(luò)儀的時候是一模一樣的。”