設定相位同調RF量測系統：從MIMO到波束賦形

　　概觀(guān)

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

　　就本質(zhì)而言，此 2 項應用的獨到之處，即是利用電磁波的空間維度 (Spatial dimension)。直到今天，許多無(wú)線(xiàn)通信系統整合了多重輸入/輸出 (MIMO) 天線(xiàn)架構，以利用多重路徑的訊號傳播 (Propagation) 功能。此外，目前有多款 RADAR 系統均使用電磁波束控制 (Beam steering)，以取代傳統的機械控制傳輸訊號。這些應用均屬于多通道相位同調 (Phase coherent) RF 量測系統的主要行進(jìn)動(dòng)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) 的調變架構，使其可進(jìn)行 MIMO 與波束賦形 (Beamforming) 應用所需的相位同調 (Phase coherent) RF 量測作業(yè)。圖 1 表示常見(jiàn)的量測系統，為 1 組 PXI-1075 - 18 槽式機箱中安裝 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(shuō)明設定相位同調 RF 產(chǎn)生或擷取系統時(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，逐步呈現校準作業(yè)，以達最佳效能。

　　相位同調 RF 訊號產(chǎn)生

　　若要設定任何相位同調 RF 系統，則必須同步化裝置的所有頻率訊號。透過(guò) NI PXIe-5673 - 6.6 RF 向量訊號產(chǎn)生器，即可直接進(jìn)行升轉換 (Upconversion)，以將基頻 (Baseband) 波形編譯為 RF 訊號。圖 2 即說(shuō)明雙信道 RF 向量訊號產(chǎn)生器的基本架構。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 NI PXIe-5673 共包含 3 個(gè)模塊，分別為：PXI-5652 連續波合成器 (Synthesizer)、PXIe-5450 任意波形產(chǎn)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(chǎn)生器，因此亦可整合其他任意波形產(chǎn)生器 (AWG) 與 RF 升轉換器 (Upconverter)，用于多信道的訊號產(chǎn)生應用。在圖 2 中，共有 1 組標準的 PXIe-5673 (由 3 個(gè)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(gè)訊號產(chǎn)生信道。