相位相干切換低相噪多通道信號(hào)源解決方案

盛啵啵

  仿真和測(cè)試諸如相控陣或波束成形天線之類的多天線系統(tǒng)，需要測(cè)試系統(tǒng)能夠提供多路具有確定性頻率和幅度的信號(hào)，并且這些信號(hào)之間具有穩(wěn)定的、用戶可調(diào)的相位關(guān)系。AnaPico的APMS多通道信號(hào)發(fā)生器為這些應(yīng)用提供了精心設(shè)計(jì)的解決方案，封裝緊湊，具有獨(dú)特的相位相干信號(hào)功能。APMS40G-ULN-PHS是一款緊湊的四通道40 GHz信號(hào)發(fā)生器，可以經(jīng)濟(jì)高效地滿足多種新測(cè)試應(yīng)用的苛刻要求。

  術(shù)語

  在談?wù)撔盘?hào)和相位相干性時(shí)，盡管每個(gè)術(shù)語都有非常具體的含義，但有時(shí)會(huì)互換使用各種術(shù)語。本文中使用的重要定義如下。

  相位連續(xù)性和不連續(xù)性——如果在切換頻率之后，信號(hào)的相位與發(fā)生切換之前的信號(hào)相同，則信號(hào)是相位連續(xù)的。如果切換后相位改變，則信號(hào)是相位不連續(xù)的。

  相位相干性——如果兩個(gè)信號(hào)之間的相位關(guān)系保持恒定，則認(rèn)為兩信號(hào)具有相位相干性。

  相位相干切換——相位相干切換定義了頻率切換完成后信號(hào)的相位狀態(tài)。如果頻率為f且相對(duì)相位為Φ的兩個(gè)信號(hào)每當(dāng)回到頻率f時(shí)，如果相對(duì)相位再次變?yōu)棣担瑒t稱為相位相干切換。

  相位存儲(chǔ)——如果信號(hào)從頻率f1切換到頻率f2再回到頻率f1，該信號(hào)的相位與在f1連續(xù)運(yùn)行時(shí)的信號(hào)相同，則該信號(hào)具有相位存儲(chǔ)。

  相位匹配輸出——如果所有輸出頻率具有0度的相對(duì)相位，則多通道信號(hào)發(fā)生器輸出為相位匹配信號(hào)。

  APMS40G-ULN-PHS

  AnaPico的APMS-ULN多通道合成信號(hào)發(fā)生器已上市，頻率覆蓋范圍高達(dá)40GHz，并在緊湊的1U 19英寸機(jī)架安裝式機(jī)箱中具有1-4個(gè)通道。它們具有較高的穩(wěn)定性、相位相干性和極快的調(diào)諧速度，并且每個(gè)通道的頻率、相位、幅度和調(diào)制都可以單獨(dú)編程。其他優(yōu)勢(shì)還包括緊湊的設(shè)計(jì)、出色的https://www.anapico.net.cn/article-item-4.html相位噪聲、高輸出功率、輸出電平準(zhǔn)確且控制簡(jiǎn)單。

  單獨(dú)通道具有異常低的相位噪聲和高度相關(guān)性，無論是短期還是長(zhǎng)期的，均具有出色的相位相干性。單個(gè)單元所有通道之間共享高穩(wěn)定性同步電路，采用專有技術(shù)進(jìn)行精確的頻率合成，即使經(jīng)過數(shù)小時(shí)或數(shù)天的不間斷使用，也可確保通道之間的系統(tǒng)相位漂移很小。一些應(yīng)用需要四個(gè)以上的單獨(dú)輸出，并且需要在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相位穩(wěn)定性。APMSULN提供了專門的時(shí)鐘同步模式，它使用后面板上的兩個(gè)端口來維持一組級(jí)聯(lián)的APMS-ULN源之間的相位一致性。這樣，APMS可以擴(kuò)展到幾乎任何數(shù)量的通道。

  為了證明隨時(shí)間變化的相位穩(wěn)定性，圖1顯示了在超過10個(gè)小時(shí)后兩個(gè)5 GHz輸出信號(hào)之間測(cè)得的相位差。藍(lán)色軌跡顯示了APMS的兩個(gè)單獨(dú)通道之間具有出色的相位穩(wěn)定性。同樣，綠色軌跡顯示了兩個(gè)單獨(dú)通道同步時(shí)的出色穩(wěn)定性。為了進(jìn)行比較，使用外部100 MHz參考信號(hào)鎖相兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)發(fā)生器會(huì)導(dǎo)致明顯的相位漂移——數(shù)百毫弧度——由紅色軌跡顯示。與常見的10 MHz參考信號(hào)同步會(huì)產(chǎn)生更差的性能。

  圖1：持續(xù)10小時(shí)測(cè)得的相位穩(wěn)定性

  除了出色的通道間相位穩(wěn)定性外，APMS還支持相位相干切換和相位存儲(chǔ)(見圖2)。它的通道可以同步，可以在任何頻率下始終保持設(shè)定的相位關(guān)系。作為相位相干切換的示例，考慮設(shè)置為相同頻率f1且相位偏移為Φ的兩個(gè)通道。在將兩個(gè)通道切換到任何其他頻率，然后又回到初始頻率f1之后，它們將具有相同的相位偏移Φ。還可以將APMS編程為相位匹配輸出(Φ = 0度)。對(duì)一個(gè)通道進(jìn)行編程不會(huì)影響其他通道的信號(hào);只有被編程的通道具有相位不連續(xù)性。使用相位存儲(chǔ)，每當(dāng)信道頻率跳變，然后返回到先前的頻率時(shí)，其行為就好像一直在一個(gè)頻率下運(yùn)行一樣。通過級(jí)聯(lián)和同步多個(gè)APMS單元，可以將所有這些功能擴(kuò)展到四個(gè)以上的通道。

  圖2：信號(hào)發(fā)生器具有相位相干切換(a)和相位存儲(chǔ)(b)

  表1總結(jié)了APMS40G的關(guān)鍵規(guī)格參數(shù)。

  AnaPico的APMS多通道信號(hào)發(fā)生器可滿足多種應(yīng)用的需求，例如測(cè)試相控陣、波束成形天線、衛(wèi)星有效載荷以及量子計(jì)算。通過獨(dú)特的設(shè)計(jì)，信號(hào)發(fā)生器可提供出色的通道間相位相干性，并可擴(kuò)展至幾乎任何數(shù)量的通道。PHS選件增加了相位相干切換、相位存儲(chǔ)和相位匹配功能。