设定相位同调 RF 量测系统:从 MIMO 到波束赋形

时间:2012-06-21来源:网络

在图 2 中可发现 NI PXIe-5673 共包含 3 个模块,分别为:PXI-5652 连续波合成器 (Synthesizer)、PXIe-5450 任意波形产生器,与 PXIe-5611 - RF 调变器。由于这些模块可合并做为单信道的 RF 向量讯号产生器,因此亦可整合其他任意波形产生器 (AWG) 与 RF 升转换器 (Upconverter),用于多信道的讯号产生应用。在图 2 中,共有 1 组标准的 PXIe-5673 (由 3 个模块所构成) 整合 1 组 NI PXIe-5673 MIMO 扩充组合。而扩充组合共容纳了 1 组 AWG 与调变器,可建构第二个讯号产生信道。

相位同调 RF 讯号撷取

除了 PXIe-5673 - RF 向量讯号产生器之外,PXIe-5663 - RF 向量讯号分析器亦可设定用于多通道应用。当设定多组 PXIe-5663 进行相位同调 RF 讯号撷取作业时,亦必须注意类似事项,以确实进行 LO 与基频/中频 (IF) 讯号的同步化。PXIe-5663 可利用讯号阶段 (Signal stage) 并降转换为 IF,亦可进行数字升转换为基频。与传统的 3 阶段式超外差 (Superheterodyne) 向量讯号分析器不同,此架构仅需于各个通道之间同步化单一局部震荡器 (Local oscillator,LO),因此为设定相位同调应用最简单的方法之一。若要同步化多组 PXI-5663 分析器,则必须于各组分析器之间分配共享的 IF 取样频率与 LO,以确保各个通道均是以相位同调的方式进行设定。图 3 则为双信道系统的范例。

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图 3. 同步化双信道的 VSA 系统

在图 3 中可看到 PXIe-5663 - RF 向量讯号分析器是由 PXI-5652 连续波合成器、PXIe-5601 - RF 降转换器,与 PXIe-5622 - IF 示波器所构成。当向量讯号分析器整合 PXIe-5663 MIMO 扩充组合时,随即新增了降转换器与示波器,以建构双信道的 RF 撷取系统。

若要了解多组 RF 向量讯号分析器的同步化方法,则必须先行深入了解 PXIe-5663 - RF 讯号分析器的详细程序图。在图 4 中可看到,即便仅使用单一 LO 将 RF 降转换为 IF,则各组分析器实际亦必须共享 3 组频率。

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图 4. PXIe-5663 - RF 向量讯号分析器的详细程序图

如图 4 所示,各个 RF 通道之间必须共享 LO、ADC 取样频率、数字降转换器 (DDC),与数值控制震荡器 (Numerically controlled oscillator,NCO)。如图 4 所见,即便各组示波器之间共享 10 MHz 频率,其实亦极为足够。当各组示波器之间仅共享 10 MHz 参考时,即可产生非相关的信道对信道相位抖动 (Phase jitter);而于 IF 产生的相位噪声强度,亦将由 RF 的 LO 相位噪声所覆盖。

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关键词: MIMO RF 设定 量测系统

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