使用高效能數(shù)字轉(zhuǎn)換器 提升相位數(shù)組天線測(cè)試速度

工程師原本都是使用向量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA），來對(duì)相位數(shù)組天線中的發(fā)射/接收模塊進(jìn)行振幅與相位量測(cè)。近來制造技術(shù)的改良，使得更具彈性且功能更強(qiáng)的發(fā)射/接收模塊得以大量生產(chǎn)。

然而校驗(yàn)與特性分析卻形成制造瓶頸，因?yàn)橥暾?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/相位數(shù)組">相位數(shù)組天線可能包含無(wú)數(shù)個(gè)T/R模塊，以及來自數(shù)組組件的多個(gè)射頻輸出信道。以所需搜集的數(shù)據(jù)數(shù)量來看，對(duì)測(cè)得的復(fù)雜數(shù)組進(jìn)行校驗(yàn)的時(shí)間得長(zhǎng)達(dá)好幾天或好幾個(gè)星期。為了縮短測(cè)試時(shí)間，必須采用完全不同的方法。

針對(duì)包含發(fā)射/接收模塊的跨信道相位與振幅量測(cè)，采用Agilent M9703A的測(cè)試系統(tǒng)提供了多達(dá)數(shù)百個(gè)同步輸入信道，可快速地同時(shí)執(zhí)行許多測(cè)試。同時(shí)，Agilent M9703A可提供脈沖和線性調(diào)頻脈沖（chirp）等信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時(shí)所需的帶寬，以滿足未來復(fù)雜的測(cè)試需求。

序言

額外的生產(chǎn)測(cè)試時(shí)間會(huì)增加制造成本。以主動(dòng)天線數(shù)組來說，有相當(dāng)數(shù)量的生產(chǎn)測(cè)試時(shí)間是花在校驗(yàn)上。雖然工程師得面對(duì)降低制造成本的壓力，但他們也想加強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)的彈性以涵蓋廣泛的使用案例，并確保他們的測(cè)試平臺(tái)能以更快的頻率切換效能和更高的帶寬來測(cè)試更高效能的數(shù)組。

本文簡(jiǎn)單介紹在相位數(shù)組天線測(cè)試系統(tǒng)中，與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的使用和選擇有關(guān)的重要問題。此外，它還提供一個(gè)使用模塊化Agilent AXIe M9703A（數(shù)字轉(zhuǎn)換器）來提升測(cè)試速度的解決方案。

相位數(shù)組天線測(cè)試工程師面對(duì)的重要問題

本文可以解決相位數(shù)組天線工程師所面對(duì)的測(cè)試挑戰(zhàn)，包括：

在降頻轉(zhuǎn)換之后，對(duì)IF信號(hào)進(jìn)行快速、寬帶及高分辨率取樣的需求。

在所有的輸入信道達(dá)到相位相干取樣，以提供相對(duì)幅度與相對(duì)相位量測(cè)的需求。

根據(jù)測(cè)試情境，在靈敏度與分析帶寬之間進(jìn)行不同取舍的需求。

首先，天線信號(hào)會(huì)進(jìn)入微波混頻器區(qū)塊，在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的3 dB模擬帶寬內(nèi)，將天線數(shù)組的微波/射頻降頻轉(zhuǎn)換到IF。混頻器區(qū)塊與本地振蕩器的選擇，取決于輸入頻率和可接受的轉(zhuǎn)換損耗。載波頻率的范圍從S到Ka頻帶（2到40 GHz）。

其次，信號(hào)會(huì)通過幾個(gè)可能的衰減/增益和濾波器階段，以充分利用數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍和前端特性。

最后，信號(hào)會(huì)由數(shù)字轉(zhuǎn)換器分開取樣。如果所需的IF帶寬，遠(yuǎn)比數(shù)字轉(zhuǎn)換器約800 MHz的Nyquist（1.6 GSa/s）帶寬窄，則可使用數(shù)字降頻轉(zhuǎn)換（DDC; digital down conversion）程序，來調(diào)諧全帶寬模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)到想要的較窄頻率分析頻帶。使用DDC會(huì)降低頻帶內(nèi)整體噪聲功率，從而提高信號(hào)噪聲比（SNR）。

如果噪聲功率是隨機(jī)的且平均分布在整個(gè)頻譜中，則噪聲功率的下降幅度為：

10 x log（BWFin/BWInit ）。

（表一） Agilent M9703A-DDC的取樣率和帶寬模式

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