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毫米波通信蓄势待发,应对多天线系统的测试挑战

已有 391 次阅读| 2022-3-9 10:04 |系统分类:芯片设计


随着 5G 等具有更高数据率的应用急剧增长,无线系统面临更宽的带宽和更广的网络覆盖的要求。多天线技术,如多入多出(MIMO)和波束成形,利用分集、复用和提高天线增益等方法,改善频谱效率和信噪比(SNR),应对有限频谱资源的压力。测试多天线系统需要一个测试方案,能够提供多路信号且相互之间保持一个确定的相位关系。不同的策略来配置产生相位相干的信号,会导致不同的测量结果。

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如果两个信号始终具有恒定的相对相位,则它们是相干的(如图 b)。当两个信号出现时,相干信号将根据其相对相位而共生或共消地组合。在表征多通道组件(如相控阵天线)时,需要精确控制各个通道之间的相位关系(图 c)。对于数字调制信号,相位相干意味着两个基带信号发生器之间时间同步,射频载波之间相干(见图 d)。类似地,雷达脉冲需要脉冲突发的精确定时,以模拟相应的空间延迟(见图 e)。

无线通信系统中的多天线技术可以增加信道容量,提高信道的可靠性。主要的多天线技术包括空间分集、空间复用和天线阵列。

空间复用采用了多入多出(MIMO)的传输技术,无需占用额外的带宽,也不需要增加额外的发射功率,因此是提高信道和系统容量一种非常有效的手段。

通信测试面临着与日俱增的挑战,包括调制越来越复杂,天线数目越来越多,带宽越来越大,频段也越来越高等需求。针对这些特性,需要一款有足够高的频段,足够高的带宽,支持Massive MIMO多天线以及更高的分辨率等多重需求。适应这样的市场和应用需求,是德科技推出了M9384B VXG矢量信号发生器。

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M9384B VXG具有高达2GHz带宽,最高支持44GHz频段,双通道支持Massive MIMO测试,同时具有较低的相噪以及较好的调制质量,在28GHz的时候可以达到1%以内EVM。因为大多数的频段集中在40GHz~41GHz附近,做到44GHz能保证了在全频带范围内,无论是带内的还是带外的信号质量都能够满足客户的需求,因为只有留有足够的余量,才能测出用户的真实被测水平。

是德科技新一代双通道微波矢量信号发生器 VXG(M9383B/M9384B)采用了 DDS 技术,提供了两路相干信号通道,无需触控任何硬件,即可以<10ps 的精度保持通道间的时间对齐。直接数字合成(Direct Digital Synthesizer)技术通过以数字形式生成时变信号,然后执行数模转换来产生模拟波形。DDS 架构提供了超低相噪和快速频率切换速度,具有极高的频率调谐分辨率。不同的 DDS 系统之间,通过同步复位使得彼此之间保持相位对齐。

与此同时,为了获得更多的带宽,更高数据速率,移动通信频段正向毫米波通信发展,而在毫米波频率下,信号更容易产生损伤,从而影响到信号质量。另外,更宽的带宽会带来更多的噪声,为了获得更好的信噪比,我们不得不引入更高阶更复杂的编码调制方式,这反过来又会使码间距离、码间干扰变得更加明显。

信号分析仪作为传统的无线射频领域设计测试工具,在高带宽应用的挑战下,性能和功能都面临改进和提升。衡量一个信号分析仪性能的好坏,有一个最核心的指标,就是噪声底。噪声底是一个系统级指标,它不仅取决于射频前端,还会受到信号衰减、变频、放大等一系列过程的影响,信号链上每个器件都会影响总体噪声底。

是德科技N9042B UXA X 系列信号分析仪瞄准的就是宽带应用这一市场。在频率上,N9042B UXA X系列信号分析仪支持从2Hz到110GHz无间断的扫描(带预选器);在带宽上,N9042B UXA X系列信号分析仪标配内置带宽4GHz,可满足高吞吐量卫星通信设计挑战;另外该分析仪还可提供外置带宽11GHz,实现清晰查看信号细节,可满足未来5-10年的顶尖应用需求。

热   租   仪  器

u  M9384B VXG 微波信号发生器,引领毫米波测试的未来

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M9384B VXG 是是德科技首款能够生成高达 44 GHz 信号的双通道微波信号发生器。M9384B VXG能够提供大输出功率、超低相位噪声和大带宽,满足无线、航空航天与国防等应用的苛刻需求。VXG 的双通道体系结构能够快速从阻塞和干扰测试切换为双通道 MIMO 和波束赋形测试。

·         宽广的射频带宽(2 GHz)

·         大输出功率可以对系统损耗进行补偿,并能够支持 5G 功率放大器和空中接口(OTA)测试

·         相位相干本地振荡器(LO)和基带同步功能可用于多用户或波束赋形 MIMO OTA 测试

·         PathWave 信号生成软件支持生成专用和定制信号

·         可生成符合 3GPP 5G NR 标准的信号,并支持信道编码和多天线端口

u  N9042B UXA 信号分析仪,2 Hz 至 50 GHz

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使用 N9042B UXA X 系列信号分析仪和各种测量应用软件,可以测试 5G、卫星、雷达等应用中的毫米波(mmWave)创新设计的真实性能。N9042B具有是德科技产品中最大的分析带宽和最深的动态范围,可以帮助您应对极其困难的毫米波测量挑战,例如严格的设计裕量和时间表、复杂的调制方式以及严苛的标准要求

·         使用现成的测量应用软件和信号分析软件,确保您的设计符合最新标准

·         具有预先选定的 2 Hz 到 110 GHz 跨频段扫描能力以及 4 GHz 分析带宽,让您可以清晰查看信号细节

·         具有卓越的误差矢量幅度(EVM),能够测试 5G NR 发射机的真实性能

·         凭借出色的扫描显示平均噪声电平(DANL),可以快速发现雷达设计中的带外发射或杂散

·         经过校正的 4 GHz 分析带宽有助于您开发高吞吐量卫星通信设计

 

——资料来源:是德科技



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