設(shè)定相位同調(diào)RF量測系統(tǒng)：從MIMO到波束賦形

　　概觀

　　自從傳送出第一筆無線電波之后，工程師就持續(xù)發(fā)明新方法，以優(yōu)化電磁微波訊號。RF 訊號已廣泛用于多種應(yīng)用，其中又以無線通信與 RADAR 的 2 項(xiàng)特殊應(yīng)用正利用此常見技術(shù)。就本質(zhì)而言，此 2 項(xiàng)應(yīng)用的獨(dú)到之處，即是利用電磁波的空間維度 (Spatial dimension)。直到今天，許多無線通信系統(tǒng)整合了多重輸入/輸出 (MIMO) 天線架構(gòu)，以利用多重路徑的訊號傳播 (Propagation) 功能。此外，目前有多款 RADAR 系統(tǒng)均使用電磁波束控制 (Beam steering)，以取代傳統(tǒng)的機(jī)械控制傳輸訊號。這些應(yīng)用均屬于多通道相位同調(diào) (Phase coherent) RF 量測系統(tǒng)的主要行進(jìn)動力之一。

　　就本質(zhì)而言，此 2 項(xiàng)應(yīng)用的獨(dú)到之處，即是利用電磁波的空間維度 (Spatial dimension)。直到今天，許多無線通信系統(tǒng)整合了多重輸入/輸出 (MIMO) 天線架構(gòu)，以利用多重路徑的訊號傳播 (Propagation) 功能。此外，目前有多款 RADAR 系統(tǒng)均使用電磁波束控制 (Beam steering)，以取代傳統(tǒng)的機(jī)械控制傳輸訊號。這些應(yīng)用均屬于多通道相位同調(diào) (Phase coherent) RF 量測系統(tǒng)的主要行進(jìn)動力之一。

　　介紹

　　The modular architectures of PXI RF 儀器 (如 NI PXIe-5663 6.6 GHz RF 向量訊號分析器與 NI PXIe-5673 6.6 GHz RF 向量訊號產(chǎn)生器) 的調(diào)變架構(gòu)，使其可進(jìn)行 MIMO 與波束賦形 (Beamforming) 應(yīng)用所需的相位同調(diào) (Phase coherent) RF 量測作業(yè)。圖 1 表示常見的量測系統(tǒng)，為 1 組 PXI-1075 - 18 槽式機(jī)箱中安裝 4 組同步化 RF 分析器，與 2 組同步化 RF 訊號產(chǎn)生器?！　?/p>

 　　此篇技術(shù)文件將說明設(shè)定相位同調(diào) RF 產(chǎn)生或擷取系統(tǒng)時(shí)，其所需的技術(shù)。此外，亦將針對多組 RF 分析器之間的相位延遲，逐步呈現(xiàn)校準(zhǔn)作業(yè)，以達(dá)最佳效能。

　　相位同調(diào) RF 訊號產(chǎn)生

　　若要設(shè)定任何相位同調(diào) RF 系統(tǒng)，則必須同步化裝置的所有頻率訊號。透過 NI PXIe-5673 - 6.6 RF 向量訊號產(chǎn)生器，即可直接進(jìn)行升轉(zhuǎn)換 (Upconversion)，以將基頻 (Baseband) 波形編譯為 RF 訊號。圖 2 即說明雙信道 RF 向量訊號產(chǎn)生器的基本架構(gòu)。請注意，在 2 個(gè)通道之間必須共享 2 組基頻取樣頻率與局部震蕩器?！　?/p>

 　　在圖 2 中可發(fā)現(xiàn) NI PXIe-5673 共包含 3 個(gè)模塊，分別為：PXI-5652 連續(xù)波合成器 (Synthesizer)、PXIe-5450 任意波形產(chǎn)生器，與 PXIe-5611 - RF 調(diào)變器。由于這些模塊可合并做為單信道的 RF 向量訊號產(chǎn)生器，因此亦可整合其他任意波形產(chǎn)生器 (AWG) 與 RF 升轉(zhuǎn)換器 (Upconverter)，用于多信道的訊號產(chǎn)生應(yīng)用。在圖 2 中，共有 1 組標(biāo)準(zhǔn)的 PXIe-5673 (由 3 個(gè)模塊所構(gòu)成) 整合 1 組 NI PXIe-5673 MIMO 擴(kuò)充組合。而擴(kuò)充組合共容納了 1 組 AWG 與調(diào)變器，可建構(gòu)第二個(gè)訊號產(chǎn)生信道。