對于大多數(shù)技術專家而言，“精密微波測量”會讓人聯(lián)想起舒適的室內工作環(huán)境。如今，更多的技術人員和工程師不得不在極為艱苦的環(huán)境中執(zhí)行精確的微波測量：處于暴風雪中的基站收發(fā)信臺(BTS)、在波濤洶涌的海域中航行的輪船或者遭遇沙塵暴的衛(wèi)星拖車(圖1)。

圖1：Agilent FieldFox手持式分析儀可在惡劣環(huán)境中執(zhí)行精確的微波測量。

在這些場景中，“現(xiàn)場套件”只會選擇堅固、可靠而靈活的裝置。FieldFox手持式分析儀的設計理念是幫助我們的客戶輕松地執(zhí)行現(xiàn)場測量。

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FieldFox手持式分析儀完全針對移動應用而設計，并以最終用戶的需求為宗旨。緊湊型FieldFox分析儀的重量僅為6.6磅(3.0kg)，可配置為電纜和天線測試儀(CAT)、頻譜分析儀和矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)。其它功能包括功率計、矢量電壓表、獨立信號源、可變直流電源、頻率計數(shù)器、干擾分析儀以及內置GPS接收機。FieldFox系列包括16個型號，射頻型號的最高頻率為4/6.5GHz，微波型號為9/14/18/26.5GHz。

這種靈活性能夠替代多款儀器(圖2)。該分析儀還允許用戶定義“恰好夠用”的初始配置，并在今后根據(jù)需求變化和預算限制輕松地添加額外功能。由于上述功能都包含在儀器中，可借助其它功能(頻譜分析、網(wǎng)絡分析等)增強CAT的性能。

圖2：FieldFox使用緊湊型儀器替代了多個設備，幫助用戶降低設備成本。

從頭開始設計

裝配一臺多功能便攜式分析儀是一回事，制造一臺專為現(xiàn)場技術人員和工程師從事日常工作流程而設計的手持式儀器則是另外一回事。手持式儀器還需要提供與臺式分析儀一致的微波測量結果。

安捷倫從頭開始進行FieldFox的工業(yè)和電子設計，而不是改造現(xiàn)有的臺式儀器。定義和開發(fā)一臺適宜的分析儀，意味著設計人員要離開辦公室，與現(xiàn)場的技術人員和工程師緊密合作。當他們執(zhí)行常規(guī)維護和深入故障診斷等日常工作時，F(xiàn)ieldFox設計團隊會在一旁觀察、提問和傾聽。

創(chuàng)建適用于現(xiàn)場的工業(yè)設計

團隊參觀了在箱式貨車、皮卡和卡車中的工作地點。在大多數(shù)情況下，性能“良好”的儀器通常會有序地擺放在操作人員面前；而其它裝置往往“隨意放置”到箱式貨車的貨倉里或皮卡的拖斗中。總之，無論是在地上或地下、白天或夜間、雨天或晴天，工作人員、汽車和儀器都必須整裝待發(fā)。

設計人員汲取這些經(jīng)驗并將其轉換為FieldFox屬性，使其適用于最艱苦的測量環(huán)境。完全密封的外殼符合U.S. MIL-PRF-28800F 2類標準，以確保儀器在惡劣環(huán)境中的耐用性。該規(guī)范覆蓋了測試設備通用要求，適用于電氣電子設備的測試和校準。符合第2類要求的設備能夠在惡劣的操作環(huán)境中工作(包括不受保護、未經(jīng)控制的氣候條件)。

FieldFox的防水機箱、鍵盤和機殼符合規(guī)范要求，可在鹽分多的環(huán)境和潮濕環(huán)境中使用，工作溫度范圍是-10~+55℃(14~131℉)。墊片密封門能夠防止儀器接口受潮，防塵設計(沒有通風孔或風扇)有利于擴展儀器的可靠性。機殼還能承受機械沖擊和振動。最后一點，專門設計的連接器保護陷彎可以防止射頻連接器脫落或遇到外部沖擊時帶來的損壞。

定義適合現(xiàn)場測量的人體工程學設計

第一手觀察資料可以幫助設計人員更熟練地運用人體工程學原理。例如，機殼中的防滑橡膠柄不僅恰好適于用戶持握，還能防止分析儀從汽車引擎蓋上滑落。大尺寸的前面板按鈕允許用戶戴手套操作(圖3)。

圖3：FieldFox手持式分析儀專為現(xiàn)場技術人員和工程師從事日常工作流程而設計。

FieldFox具有垂直或“圖像”定位以及7.4英寸(188mm)寬的尺寸，便于用戶攜帶。定位功能與精心設計的鍵盤布局相結合，可使用戶方便地使用拇指操作儀器。FieldFox的機身重量僅為6.6磅(3.0kg)，便攜性優(yōu)于其它類似分析儀。

鑒于FieldFox可能會用于白天或夜間、室內或室外環(huán)境，它包括明亮的低反射顯示屏和5種顯示模式，可優(yōu)化在各種照明條件下的查看效果。背光按鍵允許用戶在黑暗中進行操作。

降低功耗

FieldFox的電子設計秉承了安捷倫的技術精髓。FieldFox融合了安捷倫的專利設計，借助智能電源管理技術交付卓越性能。首屈一指的測量科學家們深度挖掘技術潛力，為客戶提供具備高性能、低功耗特點的FieldFox。其結果就是：FieldFox的功耗低于15W，單次充電可持續(xù)運行3.5小時。由于該儀器僅消耗15W功率，其外殼能夠完全密封。

用于測試

在開發(fā)過程中，F(xiàn)ieldFox手持式分析儀經(jīng)歷了嚴格的環(huán)境測試。其中包括防水、靜電放電(ESD)、振動和機械沖擊測試。然而，最大的挑戰(zhàn)是空投測試——使儀器從三英尺高的地方墜落到混凝土底板。在此過程中，儀器的每個表面、每個拐角都要接受這些測試。

兩個關鍵設計屬性可使儀器順利通過測試。一個是機殼的形狀。這種形狀可以分散外部沖擊帶來的影響，增強儀器對沖擊和各個角度外力的結構阻力。此外，專門設計的嵌入式射頻連接器保護陷彎可以防止儀器脫落。另一個屬性是機殼中的共混聚合物。聚合物擁有極佳的耐用性，使儀器在達到指定工作溫度范圍的最低溫度時避免破碎。

充分利用臺式儀器的功能

FieldFox分析儀繼承了安捷倫臺式分析儀(大多數(shù)都是當前性能最高的微波儀器)的測量科學和獨特的專利技術。FieldFox具備其它手持式儀器不可能達到的精度水平，可確保用戶對測量結果的信心。

對于網(wǎng)絡分析，內置校準引擎充分利用高端矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)的極其精確的校準算法，從而確保手持式儀器執(zhí)行精密、可重復的測量。校準方法來自于臺式VNA。在強調便攜性時，安捷倫通過添加內置標準件來簡化校準，無需使用額外附件即可完成現(xiàn)場測量。使用大多數(shù)儀器，在測試端口中添加跳線電纜等額外器件時，用戶需要使用外部校準套件重新進行校準。CalReady是一個能夠節(jié)省現(xiàn)場工作時間的獨特特性——只需打開CalReady，電纜便已完成校準。這意味著儀器能夠立即執(zhí)行精確測量，例如S11、S22和VSWR。

為增強頻譜分析能力，設計團隊在FieldFox手持式頻譜分析儀中引入了安捷倫頻譜和信號分析儀的功率測量功能。這項功能支持用戶輕松、自信地對信道化通信系統(tǒng)執(zhí)行快速、精確的一鍵式測量。FieldFox微波頻譜分析儀利用InstaAlign改善測量精度，從而節(jié)省工作時間。InstaAlign是隨環(huán)境條件變化而自動運行的內部幅度校正功能，無需用戶干預。FieldFox在啟動時提供業(yè)界領先的幅度精度±5dB，無需預熱。FieldFox是唯一內置全頻段跟蹤發(fā)生器的26.5GHz手持式頻譜分析儀。

本文小結

Agilent FieldFox手持式分析儀的設計理念是幫助我們的客戶輕松地執(zhí)行現(xiàn)場測量。借助獨特的高級測量功能和耐用封裝，它們可用于常規(guī)維護、深入故障診斷等現(xiàn)場測量，有利于技術人員和工程師隨時隨地展開測量。