高精度多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)測量與校準(zhǔn)技術(shù)

　　在許多無線通訊和軍工領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)中，例如MIMO(Multiple Input Multiple Output)通訊，波束形成(Beam forming)、相控陣?yán)走_(dá)、合成孔徑雷達(dá)(SAR)系統(tǒng)等，都需要利用多個(gè)信號(hào)源產(chǎn)生相互之間具有穩(wěn)定相位關(guān)系的多路信號(hào)，即多通道相參信號(hào)。各路相參信號(hào)之間相對(duì)相位的精度和穩(wěn)定度對(duì)于上述應(yīng)用系統(tǒng)的性能起著非常關(guān)鍵的作用。

　　如圖1所示，對(duì)于一個(gè)多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)，影響其相參性能(相參相位精確度、穩(wěn)定度)的主要因素包括四個(gè)方面：

　　(1)各通道本振(LO)不同步，造成載波信號(hào)的相位隨時(shí)間漂移;

　　(2)各通道基帶采樣時(shí)鐘不同步，造成基帶調(diào)制包絡(luò)不同步;

　　(3)各通道基帶觸發(fā)信號(hào)不同步，造成基帶調(diào)制包絡(luò)產(chǎn)生時(shí)延差;

　　(4)各通道路徑時(shí)延和初始相位不同，造成射頻信號(hào)產(chǎn)生相位偏移。

　　因此高性能的多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)需要有效地消除上述系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)通道間信號(hào)精確、穩(wěn)定地相參。

　　安捷倫多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)解決方案

　　根據(jù)上述對(duì)于多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)的需求與分析，安捷倫(Agilent)公司基于自身的高性能矢量信號(hào)源產(chǎn)品，推出了高精度、高穩(wěn)定度的多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)的解決方案。該方案能夠靈活并精確地設(shè)置各通道的相參相位，并且能夠達(dá)到很高的相參穩(wěn)定度。以基于高端矢量信號(hào)源PSG(E8267D)的雙通道相參信號(hào)源系統(tǒng)為例，系統(tǒng)框圖如圖2。

　　在圖2的解決方案中，首先，相參系統(tǒng)通過將主信號(hào)源(E8267D)的本振經(jīng)過信號(hào)分配放大器共享到從信號(hào)源的方法將各個(gè)信號(hào)源的本振同步，解決了本振同步的問題;其次，該系統(tǒng)利用一臺(tái)額外的射頻模擬信號(hào)源作為共享基帶采樣時(shí)鐘輸入給主/從信號(hào)源，解決了基帶采樣時(shí)鐘同步的問題;再次，系統(tǒng)通過主信號(hào)源發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給從信號(hào)源的方法，解決了基帶觸發(fā)信號(hào)同步的問題。圖2中的系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用需求靈活地?cái)U(kuò)展以支持更多通道。

　　得益于E8267D優(yōu)秀的射頻性能，該相參信號(hào)源系統(tǒng)具有非常高的相參穩(wěn)定度，圖3為兩路相參信號(hào)相位差隨時(shí)間漂移的測試曲線。由測試結(jié)果可見，經(jīng)過8小時(shí)測試，相參系統(tǒng)的相位最大漂移在1°左右。