无线频谱是一种稀缺的资源，分配的频谱在大部分时间利用率低，并存在干扰问题。数字RF的出现正在推动软件定义的无线电和认知无线电技术的迅速创新。不管是商业还是军事应用，人们总希望更快速地随时随地获得更多的信息；而数字RF技术可以在更多的地方为更多的人、以更少的资金提供无线通信能力。
此外，从功放器到先进的雷达系统和家庭网络，对更高功能的需求正在不断推动创新发展，数字RF所带来的先进功能与移动性，一再使无线通信领域的创新迅速增长。采用数字RF的“软件定义的无线电”(SDR)和“认知无线电”(CR)将从根本上改变频谱分配方法：SDR可望实现成本低得多的灵活的用户设备，支持多个网络互操作能力和多媒体服务；CR技术则大大改善了频谱利用率和避免干扰能力，并支持新的安全和个性化功能。
RF数字化趋势明显
数字RF技术使随时间变化的技术能更有效利用可用频谱、避免干扰，保证无缝操作。例如，WLAN信号寻找干净的频率，调整调制类型，以最好地利用提供的信道。当前使用的技术包括：
● 跳频：为降低增噪和干扰的影响，及在某些情况下通过降低侦听可能而改善安全性，某些数字RF系统采用跳频技术，工程师面临的挑战是保证跳频发生在正确的频率上，且信号在规定时间内稳定在新的频率上。确定跳频特点要求测试和测量解决方案拥有足够的带宽，同时查看开始频率和结束频率，并能够触发频率间的转换。
● 信号突发：某些RF系统以时分双工(TDD)方式采用突发信号，有效地利用频谱，允许上行链路和下行链路占用相同的频率。设计这些系统的挑战是保证它们无失真地迅速启动和传送信号，并在适当时间关闭。灵活的频域触发能允许用户忽略相邻信号，一旦捕获，必须在启动阶段和关闭阶段检查信号的质量。这需要测量功率、频率和调制质量随时间变化情况，简便的多域相关分析可以有效协助实现这一应用。
● 自适应调制：自适应调制用来优化系统吞吐量，最有效地利用紧张的频谱分配。调制可以从非常强健的BPSK变成高数据速率64 QAM，具体取决于信道条件，如增噪和干扰。可进行编程，在逐个分组基础上发生这些调制变化；能够自动检测调制类型及简便地执行多域分析，有助于快速评估这些特点。
这些技术都表现出频率和调制随时间变化的特点，使得RF信号变得日益复杂，并具有瞬变特点，其产生了更难找到、识别和诊断的问题。这些瞬变和随时间变化的传输技术可以帮助RF设备避免干扰，最大限度地提高峰值功率，有时可以避过检测。
于是，DSP和FPGA等数字电路的风行草偃，已代替了许多模拟射频组件和PC共享IC电路，成为实现射频和无线连接功能的要角，使具有成本优势的智能数字RF变得无处不在。然而与此同时，希望分析和调试业内领先的RF和微波应用的工程师正面临着许多重大挑战。适用于计算行业中数字技术的性能提高速度和规模经济，现在同样适用于无线领域的许多方面；新技术不断迅速问世与部署，往往须先于成文标准之前，测量方法亦须走在前沿，才能确保这样的新技术是可行的。
数字RF的迅速发展创造出异常复杂的技术环境。由于未分配信道、自适应调制、对等通信及无数台设备同时在有限的无线频谱内部同时传送信号，会发生频率碰撞和干扰问题，而这些碰撞导致间歇性通信或通信拥堵。因此，在无线应用充斥、可用频谱拥挤的今天，在测量议题上，对于“瞬态”及“跳频”的侦测、触发和捕获一再被讨论着。尤其是跳频，它与直序展频技术完全不同，其载频受一个伪随机码的控制，在工作带宽范围内，频率会跟着随机规律不断变动，造成接收端的频率也会随之变化(为了与发射端保持一致的规律所致。跳频的高低会直接反映跳频系统的性能，跳频越高，表示抗干扰的性能越好)，更让测量工作凭添困难度，而有“百幕大”死角区域之称。
时域分析：RF测量重点
RF领域中无法再忽略时间，工程师需要实时仪器，才能发现和触发间歇性事件，无缝捕获这些事件，分析代表着该时间段里所累积的数据。传统扫频分析仪和矢量信号分析仪(VSA)由于基本上是在一个频率范围内调谐窄滤波器，以生成单个频域画面(或称为“扫描”)，一般无法完成数字RF技术和设备的测试任务。传统扫频分析仪只能汇总一套不相关的RF频谱活动。即使是速度最快的扫频分析仪，仍可能漏掉许多间歇性信号或迅速变化的信号。
VSA依赖捕获后分析技术，不能执行实时任务，如频域触发，而由不断变化、简单、突发信号组成的现代数字RF领域则要求完成这些任务。缺少相应的工具要求工程师采用离线的、通常是内部开发的解决方案，这些解决方案效率低，耗时长，非常复杂，可能成本非常高。通过在频域、时域和调制域中实现RF信号行为时间相关，工程师第一次可以揭示许多复杂的问题。这些工具可以触发和捕获瞬时事件、简便地提供信号时间相关的多域画面，明显降低工程师诊断问题所需的时间。
为全面了解这些设备和系统的行为，他们必须把各种测量结果在频域和时域中关联起来，包括完善的调制和脉冲分析；这将涉及大量的数据，对高级专业知识有着一定的要求，才得以设置捕获和分析参数。无奈的是，过去频谱分析仪用户没有选择余地，只能对每个不同的测量手动设置硬件参数；所幸随着泰克新型RSA6100A实时频谱分析(RTSA)的出现，这样的困窘有了转机。RTSA允许工程师选择性地触发时域和频域异常事件，把RF频率跨度的信息无缝地记录采集到存储器中，发现数字RF中常见的意想不到的问题。这种检测和捕获相关频谱事件的能力可以实现更加有效的多域(时间、频率和调制)时间相关分析，而不必重新捕获信号。
直观的界面、自适应测量和参数配置，以及“真正意义上的实时功能”，是RSA6100A过人的特征，它采用全新的仪器交互架构，用户可以选择任意测量组合，同时查看本身关联的结果。这种“自适应设置”分析和捕获参数的能力甚至可用在多种测量组合，大大简化了操作，也降低了培训时间和费用。RSA6100A以测量为中心的用户界面采用专门设计，不仅可以为用户选择的任意测量组合优化参数，还可以随时手动调节这些控制功能；对希望使用RSA6100A作为高性能接收机和采集引擎，捕获信号数据，导出到自己的软件进行离线分析的客户，手动控制参数是一项重要功能。
RSA6100A系列实时频谱分析仪提供了领先的捕获带宽和动态范围组合：6.2 GHz RSA6106A和14 GHz RSA6114A提供了110 MHz实时带宽及73 dB的无杂散动态范围，可解决最棘手的数字RF测试挑战。其功能包括：
● 频谱图显示：绘制频率和幅度随时间变化情况，在某些情况下可以长达几分钟的时间。频域、时域和调制域汇总成可视的时间相关图像，频谱图本身则汇总长期视图，可以三维方式查看随时间变化的信号行为，而这在扫频分析仪和许多矢量信号分析仪上提供的传统频域画面中是看不到的。
● 频率模板触发(FMT)：允许用户定义仪器捕获信号信息的频率和幅度(功率)条件。通过这种独特的功能，工程师可以迅速考察怀疑的频率，或连续监测信号，而只在信号变化时采集信号。长内存使得工程师能够一次捕获所有信号信息，立即执行全面分析。被分析的事件(如干扰信号或瞬时信号)可能只发生一次，或发生频次非常低，因此第一次的捕获不容有失。
● 瞬态的捕获：通过显示随时间变化的无缝频率和功率记录，从软件定义的无线电系统上的调制开关，到识别雷达传输中的流浪脉冲，到WLAN传输过程中的动态调制变化，RTSA可以解决许多瞬时问题。
● DPX波形处理器技术：其处理速度较扫频分析仪和矢量信号分析仪提高了近1,000倍，每秒可以处理48,000多个频谱测量，生成真正的“实时”频谱画面。实时的RF画面使工程师能够查看以前从不知道存在的RF信号不稳定性和瞬变，大大改善了频谱更新速率和信息显示，把庞大的RF数据转化成一目了然的视图，用色码表示发生频次，清楚地显示哪里存在异常信号。RSA6100A可以显示其它仪器不能显示的信号和瞬变，特别适合需要查找隐藏信号、间歇性信号或低概率信号的RF工程师。
● 以测量为中心的用户界面：RSA6100系列采用10.4英寸XGA触摸屏显示器，提供鼠标/键盘及传统的前面板操作控制功能。这些仪器采用Windows XP操作系统，为常见任务提供了用户熟悉的界面。
● 智能控制功能：提供了优化的采集和分析参数，可以选择各种测量，然后分析仪会自动确定满足测量所需的相应设置。它还包括传统频谱分析仪中最经常使用的功能，如：峰值和均值检测、波形平均、最大保持、最小保持、参考波形和各种工作模式下的分辨率带宽滤波器。但工程师仍能在需要时手动覆盖设置，实现全面的控制能力。此外，任意测量中的标尺会自动应用、并与其它测量关联，进一步降低了设置时间和用户错误。工程师可以与新的实时测量一起执行这种定制操作，而不必重新配置或重新设置仪器。
结语
约莫打从手机脱离“黑金刚”时代开始吧！当手机已变成随身必要的配件时，加上微波炉等电子设备的普及，我们的生活环境已悄然充斥着各种无线技术；RF更被广泛用于各种行业中，导致频谱拥塞的情况。由于高速嵌入式数字信号多运行在微波频段、不易侦测，因此工程师对于监控和智能采集技术的使用量也日益增高。
因为认识到：数字RF的兴起将帮助推动“无线技术无处不在的实现”，具有革命性功能的RSA6100A是泰克在2004年收购进行实时频谱分析前期研究工作的索尼/泰克合资公司后的又一力作。其内部部署的独特的DPX波形图像处理器技术生成实时的RF频谱画面，使得工程师能够查看以前从不知道存在的RF信号不稳定性和瞬变，大大改善了频谱更新速率和信息显示能力。通过把时域信号连续转换到频域中，DPX技术为同时显示频繁的事件和不频繁的事件提供了一种手段，以远远高于人眼能够感受到的帧速率提取和实时计算离散傅立叶变换(DFT)，并把它们转换成直观的全面活动的画面。
在每次更新时，都将记录捕获带宽中每个频率上的功率电平值，并通过在显示屏上改变颜色，来显示每个频率上入射功率随时间变化情况。这为DPX显示提供了透明的质量，可以揭示位于随时间变化的频谱包络峰值幅度以下的频谱信息。可变颜色等级余辉会保持异常信号，直到能够看到这些信号，因此这些分析仪有助于揭示难检的毛刺和其它瞬时事件。
此外，通过独特的频率模板触发功能，用户可以根据频谱中独特的事件模式的发生情况触发测量。FMT的高动态范围还可以触发微弱的瞬时信号，同时忽略已知的强信号。FMT在RSA6100A系列整个110 MHz实时带宽上工作，能够可靠地捕获传统分析仪会漏掉的难检的RF信号或频率异常事件。在调试RF电路时，FMT对找到短时长或随时间变化的信号至关重要。它可以检测偶尔发生的信号、存在的互调制产物和瞬时频谱抑制违规。FMT对监控应用和雷达工作必不可少，它能够捕获频谱上相关的事件，如在复杂的频谱条件下微弱的信号脉冲，单纯基于电平触发则不能捕获这些事件。
RF侦测的挑战常来自于缺乏对DSP的数字RF的适当测试工具，再者就是高集成程度也意谓着须要求工程师对复杂的多信号频谱加以分类并熟稔，特别是在突发的瞬时嵌入式设计中，更让调试工作凭添障碍。此时，一台功能齐全的频谱分析仪就显得格外重要。早期的频谱分析仪都是以地毯式来回扫频的方式进行，只能单纯顾及频域的变化；而实时分析仪则加入了时间构面，可同时监控时域的变化，更能确切掌握跳频问题。
