使用高效能數字轉換器 提升相位數組天線(xiàn)測試速度

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

然而校驗與特性分析卻形成制造瓶頸，因為完整的相位數組天線(xiàn)可能包含無(wú)數個(gè)T/R模塊，以及來(lái)自數組組件的多個(gè)射頻輸出信道。以所需搜集的數據數量來(lái)看，對測得的復雜數組進(jìn)行校驗的時(shí)間得長(cháng)達好幾天或好幾個(gè)星期。為了縮短測試時(shí)間，必須采用完全不同的方法。

針對包含發(fā)射/接收模塊的跨信道相位與振幅量測，采用Agilent M9703A的測試系統提供了多達數百個(gè)同步輸入信道，可快速地同時(shí)執行許多測試。同時(shí)，Agilent M9703A可提供脈沖和線(xiàn)性調頻脈沖（chirp）等信號進(jìn)行數字轉換時(shí)所需的帶寬，以滿(mǎn)足未來(lái)復雜的測試需求。

序言

額外的生產(chǎn)測試時(shí)間會(huì )增加制造成本。以主動(dòng)天線(xiàn)數組來(lái)說(shuō)，有相當數量的生產(chǎn)測試時(shí)間是花在校驗上。雖然工程師得面對降低制造成本的壓力，但他們也想加強測試系統的彈性以涵蓋廣泛的使用案例，并確保他們的測試平臺能以更快的頻率切換效能和更高的帶寬來(lái)測試更高效能的數組。

本文簡(jiǎn)單介紹在相位數組天線(xiàn)測試系統中，與數字轉換器的使用和選擇有關(guān)的重要問(wèn)題。此外，它還提供一個(gè)使用模塊化Agilent AXIe M9703A（數字轉換器）來(lái)提升測試速度的解決方案。

相位數組天線(xiàn)測試工程師面對的重要問(wèn)題

本文可以解決相位數組天線(xiàn)工程師所面對的測試挑戰，包括：

在降頻轉換之后，對IF信號進(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到相位相干取樣，以提供相對幅度與相對相位量測的需求。

根據測試情境，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(xiàn)信號會(huì )進(jìn)入微波混頻器區塊，在數字轉換器的3 dB模擬帶寬內，將天線(xiàn)數組的微波/射頻降頻轉換到IF?；祛l器區塊與本地振蕩器的選擇，取決于輸入頻率和可接受的轉換損耗。載波頻率的范圍從S到Ka頻帶（2到40 GHz）。

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

最后，信號會(huì )由數字轉換器分開(kāi)取樣。如果所需的IF帶寬，遠比數字轉換器約800 MHz的Nyquist（1.6 GSa/s）帶寬窄，則可使用數字降頻轉換（DDC; digital down conversion）程序，來(lái)調諧全帶寬模擬-數字轉換器輸出數據到想要的較窄頻率分析頻帶。使用DDC會(huì )降低頻帶內整體噪聲功率，從而提高信號噪聲比（SNR）。

如果噪聲功率是隨機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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