低頻頻譜分析儀介紹

3-2.1 儀 器 規 格 介 紹

本研究計畫使用的低頻電磁波量測儀器為 SPECTRAN® NF-3020，這台是 德國 AARONIA 廠牌所製造的掌上型低頻電磁波頻譜分析儀，這台儀器能針對不同 的頻段作掃描，將所得到的量測數據直接在電腦中讀取，並提供多樣化的功能，

使電磁波量測變得相當易於操作。

表 3-1 SPECTRAN^® NF-3020 規格

SPECTRAN^® NF-3020

頻率範圍 Frequency rang 10Hz to 400KHz 磁場(特斯拉)Magnetic field (Tesla) 1pT to 100µT (typ.) 磁場(高斯)Magnetic field (Gauss) 10nG to 1G (typ.)

電場 Electric field 1V/m to 5.000V/m (typ.) 類比輸入 Analog Input 2µV to 200mV (typ.) 分析頻寬 Resolution (RBW) 1Hz to 100kHz 單位 Units V, V/m, T, G, A/m 探測器 Detectors RMS

調節器 Demodulator AM

輸入 Input High impedance SMA input (f) 音源 Audio Internal speaker with volume 準確率 Accuracy 5% (typ.)

輸出介面 Interface USB 2.0/1.1 大小 Dimensions (L/W/D) 250x86x27 mm

3-2.2 操 作 模 式 介 紹

本研究計畫使用之 SPECTRAN® NF-3020 頻譜分析儀，他具有以下三種不同 的操作模式：

1. SPECTRUM analysis（頻譜分析模式）：圖形顯示信號水準及頻率，此模 式下可以進行移動式測量，找出空間裡最大信號量的暴露值，能快速地 得到空間裡最大的信號源位置。

2. EXPOSURE LIMIT（規範值顯示模式）：特定暴露限值百分比，就像在頻 譜模式下標記顯示出了最強頻率和對應的信號強度一樣，最大信號強度 顯示在大字體的主顯示區域並顯示出來。在這些計算中已經考慮了電纜 和天線資料，能自動轉換成正確的分數單位。 然而在圖形顯示下方，

最強的信號將顯示為暴露限值的百分比：由於各個不同應用領域和專業 研究有各種完全不同的暴露限值和建議，SPECTRAN 可提供整個範圍的 不同建議值。

3. AUDIO output（音訊輸出模式）：解調信號發聲，此模式只在某一信號 頻率(中心頻率)上進行調整。因此可以選擇有限的頻率範圍，並可以隨 時切換不同的操作模式。這種解調可將脈衝信號和信號調製轉換成音 調、信號的頻率準確度、聲音再現的選擇性對識別和發現信號來源。這 是非常適合於快速定位信號來源。

表 3-2 頻譜分析儀操作模式 (1)、SPECTRUM analysis（頻譜分析模

式）：

(2)、EXPOSURE LIMIT（規範值顯示 模式）：

(3)、AUDIO output（音訊輸出模式）：

3-2.3 頻 譜 儀 分 析 原 理

頻譜分析儀採用頻率掃描方式工作。濾波器將天線上接收到的信號源與本振 產生信號混頻，當混頻頻率等於中頻時，這個信號可以通過中頻放大器，被放大 後，再由檢波器進行峰值檢波。檢波後信號被視頻放大器進行放大，然後顯示出 來。由於本振電路振蕩頻率隨著時間變化，因此頻譜分析儀在不同時間接收頻率 是不同。當本振震盪器頻率隨著時間進行掃描時，螢幕上就顯示出了被測信號在 不同頻率上幅度，將不同頻率上信號幅度記錄下來，就得到了被測信號頻譜。

圖 3-3 頻譜儀分析原理 3-2.4 頻 譜 分 析 儀 使 用 方 法

頻譜分析儀的量測原理是接收信號後利用本振器做信號的混頻，如果儀器再 測量前沒有先做好設定，會因為設定範圍不在掃描的頻寬裡面，造成量測不準 確。要獲得正確的測量結果，就必須正確地操作頻譜分析儀，而正確使用頻譜分 析儀關鍵是正確設置頻譜分析儀各個參數，下面解釋頻譜分析儀中主要參數意義 和設置方法。

1. 掃描時間：儀器接收信號從掃描頻率範圍最低端掃描到最高端所使用時 間叫做掃描時間。掃描時間與掃描頻率範圍是互相匹配。如果掃描時間 過短，測量到信號幅度會比實際信號幅度要小。

2. 頻率掃描範圍：規定了頻譜分析儀掃描頻率上限和下限。通過調整掃描 頻率範圍，可以對感興趣頻率進行細緻觀察。掃描頻率範圍越寬，則掃 描一遍所需要時間越長，頻譜上各點測量精度越低，因此，在可能情況 下，儘量使用較小頻率範圍，可以通過設置掃描開始和終止頻率來確定。