設定相位同調 RF 量測系統:從 MIMO 到波束賦形
在圖 2 中可發現 NI PXIe-5673 共包含 3 個模塊,分別為:PXI-5652 連續波合成器 (Synthesizer)、PXIe-5450 任意波形產生器,與 PXIe-5611 - RF 調變器。由于這些模塊可合并做為單信道的 RF 向量訊號產生器,因此亦可整合其他任意波形產生器 (AWG) 與 RF 升轉換器 (Upconverter),用于多信道的訊號產生應用。在圖 2 中,共有 1 組標準的 PXIe-5673 (由 3 個模塊所構成) 整合 1 組 NI PXIe-5673 MIMO 擴充組合。而擴充組合共容納了 1 組 AWG 與調變器,可建構第二個訊號產生信道。
相位同調 RF 訊號擷取
除了 PXIe-5673 - RF 向量訊號產生器之外,PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器亦可設定用于多通道應用。當設定多組 PXIe-5663 進行相位同調 RF 訊號擷取作業時,亦必須注意類似事項,以確實進行 LO 與基頻/中頻 (IF) 訊號的同步化。PXIe-5663 可利用訊號階段 (Signal stage) 并降轉換為 IF,亦可進行數字升轉換為基頻。與傳統的 3 階段式超外差 (Superheterodyne) 向量訊號分析器不同,此架構僅需于各個通道之間同步化單一局部震蕩器 (Local oscillator,LO),因此為設定相位同調應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,以確保各個通道均是以相位同調的方式進行設定。圖 3 則為雙信道系統的范例。
圖 3. 同步化雙信道的 VSA 系統
在圖 3 中可看到 PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器是由 PXI-5652 連續波合成器、PXIe-5601 - RF 降轉換器,與 PXIe-5622 - IF 示波器所構成。當向量訊號分析器整合 PXIe-5663 MIMO 擴充組合時,隨即新增了降轉換器與示波器,以建構雙信道的 RF 擷取系統。
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 訊號分析器的詳細程序圖。在圖 4 中可看到,即便僅使用單一 LO 將 RF 降轉換為 IF,則各組分析器實際亦必須共享 3 組頻率。
圖 4. PXIe-5663 - RF 向量訊號分析器的詳細程序圖
如圖 4 所示,各個 RF 通道之間必須共享 LO、ADC 取樣頻率、數字降轉換器 (DDC),與數值控制震蕩器 (Numerically controlled oscillator,NCO)。如圖 4 所見,即便各組示波器之間共享 10 MHz 頻率,其實亦極為足夠。當各組示波器之間僅共享 10 MHz 參考時,即可產生非相關的信道對信道相位抖動 (Phase jitter);而于 IF 產生的相位噪聲強度,亦將由 RF 的 LO 相位噪聲所覆蓋。
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