頻譜分析儀在射頻領域應用非常廣泛。頻譜儀基本的作用就是發現和測量信号的幅度。頻譜儀可以以圖示化的方式顯示設定頻率範圍内的射頻信号，信号越強，頻譜儀顯示的幅度也越大。通過這種特性，頻譜儀被用來搜索和發現一定頻段内的射頻信号，廣泛應用在監測電磁環境、無線電頻譜監測、電子産品電磁兼容測量、無線電發射機發射特性、信号源輸出信号品質、反無線竊聽器等領域。頻譜儀可以測量射頻信号的多種特征參數，包括頻率、選頻功率、帶寬、鄰道功率、調制波形、場強等。在射頻信号的頻率測量方面，雖然頻率計是專業的設備，但遇到時分多址的信号(GSM移動電話、IDEN、TETRA的信号)、跳頻的信号、寬帶的信号，普通頻率計無法準确計數，功率計無法及時測量，而頻譜儀由于基于高速的信号捕捉，則可以有機會測量這些信号。針對這些常見的不穩定信号，很多中高檔頻譜儀還在測量軟件上做了優化，提供專用的自動測量工具。
由于頻譜儀具有圖示化射頻信号的能力，頻譜圖可以幫助我們了解信号的特性和類型，有助于終了解信号的調制方式和發射機的類型。在軍事領域，頻譜儀在電子對抗和頻譜監測中被廣泛應用，不同類型的雷達信号、通信電台信号、應答機信号、“敵我”識别器信号都有各自不同特征的頻譜圖。在民用無線電管理領域，通過頻譜圖，我們可以及時發現非法使用的頻率，這比傳統掃描監聽的效率要高得多。在不明幹擾源的定位中，頻譜圖有助于判斷幹擾信号的類型，并推斷出産生幹擾信号的可能設備，以縮小排查範圍。頻譜儀還是一部很好的場強儀，具有比較大的動态，一些具有自動測量功能的頻譜儀可以方便地讀出目标信号的場強數值，同時可以顯示目标頻率周邊的情況。實際應用中，有很多手持頻譜儀就替代了場強儀。
有的頻譜儀内置跟蹤信号源，或者支持外接跟蹤信号源，頻譜儀與跟蹤信号源配合使用，可以顯示雙端口網絡的頻幅特性，擴展了頻譜儀的用途。該功能類似掃頻儀和标量網絡分析儀的主要功能，比普通老式掃頻儀的精度要高得多，可以應用于濾波器的調校。如果頻譜儀與跟蹤源配合駐波電橋，還能直接圖示化顯示天線的匹配情況，具有天線分析儀的部分功能。
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