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

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。

相位同調(diào) RF 訊號擷取

除了 PXIe-5673 - RF 向量訊號產(chǎn)生器之外，PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器亦可設(shè)定用于多通道應(yīng)用。當(dāng)設(shè)定多組 PXIe-5663 進(jìn)行相位同調(diào) RF 訊號擷取作業(yè)時(shí)，亦必須注意類似事項(xiàng)，以確實(shí)進(jìn)行 LO 與基頻/中頻 (IF) 訊號的同步化。PXIe-5663 可利用訊號階段 (Signal stage) 并降轉(zhuǎn)換為 IF，亦可進(jìn)行數(shù)字升轉(zhuǎn)換為基頻。與傳統(tǒng)的 3 階段式超外差 (Superheterodyne) 向量訊號分析器不同，此架構(gòu)僅需于各個(gè)通道之間同步化單一局部震蕩器 (Local oscillator，LO)，因此為設(shè)定相位同調(diào)應(yīng)用最簡單的方法之一。若要同步化多組 PXI-5663 分析器，則必須于各組分析器之間分配共享的 IF 取樣頻率與 LO，以確保各個(gè)通道均是以相位同調(diào)的方式進(jìn)行設(shè)定。圖 3 則為雙信道系統(tǒng)的范例。

圖 3. 同步化雙信道的 VSA 系統(tǒng)

在圖 3 中可看到 PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器是由 PXI-5652 連續(xù)波合成器、PXIe-5601 - RF 降轉(zhuǎn)換器，與 PXIe-5622 - IF 示波器所構(gòu)成。當(dāng)向量訊號分析器整合 PXIe-5663 MIMO 擴(kuò)充組合時(shí)，隨即新增了降轉(zhuǎn)換器與示波器，以建構(gòu)雙信道的 RF 擷取系統(tǒng)。

若要了解多組 RF 向量訊號分析器的同步化方法，則必須先行深入了解 PXIe-5663 - RF 訊號分析器的詳細(xì)程序圖。在圖 4 中可看到，即便僅使用單一 LO 將 RF 降轉(zhuǎn)換為 IF，則各組分析器實(shí)際亦必須共享 3 組頻率。

圖 4. PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器的詳細(xì)程序圖

如圖 4 所示，各個(gè) RF 通道之間必須共享 LO、ADC 取樣頻率、數(shù)字降轉(zhuǎn)換器 (DDC)，與數(shù)值控制震蕩器 (Numerically controlled oscillator，NCO)。如圖 4 所見，即便各組示波器之間共享 10 MHz 頻率，其實(shí)亦極為足夠。當(dāng)各組示波器之間僅共享 10 MHz 參考時(shí)，即可產(chǎn)生非相關(guān)的信道對信道相位抖動 (Phase jitter)；而于 IF 產(chǎn)生的相位噪聲強(qiáng)度，亦將由 RF 的 LO 相位噪聲所覆蓋。