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迈向4G时代的射频测量技术探析

2015年08月30日

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  由于移动性和成本的优势,无线通信领域的新用户和新服务不断增多,市场对于无线通信技术的需求也持续升温。不断发展的射频技术会催生出更加尖端的测量仪器。在3G热火朝天、4G初露端倪的时代,射频测量仪器有哪些技术瓶颈?又有哪些创新技术呢?

  描画4G :

  究竟什么是4G? 人们没有明确定义。第四代移动通信技术论坛(4GMF)主席卢伟介绍, 4G首先要把无线的结构开放。只要满足接口,手机也可以DIY。其次,4G概念超越了传统的电信领域,不仅仅局限于GSM或CDMA。

  射频测量挑战及创新技术面面观:

  多网合一以及开放平台使得迈向4G速度、带宽、工艺等诸多挑战:

  射频信号源——所有射频信号源都能产生连续(CW)射频正弦波信号。模拟射频信号发生器,顾名思义,可以产生模拟调制射频信号。矢量信号发生器则可产生模拟或数字调制信号。

  射频矢量信号发生器的关键是任意波形发生器(ARB)。ARB是由调制带宽和有效存储容量决定的,可以产生无线蜂窝标准通信协议以及无线互连标准协议所需的波形。

  最新的宽带、高速数据无线通信标准的信号带宽在20MHZ以上。这需要信号源能够产生宽带、高数据处理速率的信号。Keithley最新的2920矢量信号发生器,最高支持4GHZ或6GHZ的频率,最低可产生10MHZ频率的信号。波形存储器深度高达100M次采样,带宽为80MHZ的可选任意波形发生器,能够满足对各种商用通信信号的测试需求。

  据Keithley中国射频仪器应用顾问张毓华介绍:对于TD-SCDMA,吉时利正在和很多厂商围绕手机的矫正公位进行合作。

  射频功率计——功率计是用来测量射频功率最准确的仪器。功率计实际上是数字福特计的基础上加RF-DC传感器设计而成的。

  功率计的局限在于幅值测量范围。频率范围是与测量量程之间是折衷的。

  传感器及其配置决定了功率计的频率范围、功率量程,以及是否能够测量平均功率和峰值功率。安捷伦功率传感器有三种系列-8480系列传感器、E系列峰值和平均值传感器和P系列宽带传感器。其中,8480系列包括二极管和热电偶传感器;E系列为具有宽动态范围的二极管传感器。P系列功率传感器可提供高达40 GHz的测量频率范围。

  射频频谱或射频信号分析仪——射频分析仪 ,如频谱分析仪,是将信号进行下变频为某一频率,在该频率利用中频到低频的电子电路就可以对功率波形进行检测或采样。

  矢量信号分析仪性能的关键在于测量带宽。信号捕捉带宽越大,在一定时间内能够捕捉到的信号频谱就越多,如果必须对很大以部分信号频谱进行寄生分量分析,那么采用较大的信号捕捉带宽并结合数字处理技术,就可以大大缩短频谱扫描的时间。

  泰克最新RSA6100A系列实时频谱分析仪,是第一个同时提供了110 MHz实时带宽和73 dB无杂散动态范围的RF分析仪,它实现了高捕获带宽,而又不会降低动态范围。与速度最快的扫频分析仪和VSA相比,其频谱测量速率提高了近1000倍。

  网络分析仪——网络分析仪是测量器件或网络反射特性和传输特性的一种仪器。

  随着射频技术的发展,对于射频测量提出更快速度,更高精度的要求。只有这样研发工程师才可以更快速地解决设计问题、减少重复操作,生产工程师同时也可以提高吞吐率和产量、降低测试成本。

  安捷伦新型网络分析仪N5242A PNA-X,可测试10 MHz至26.5 GHz元器件。把速度和精度完美结合起来。它是用户可配置的,所以有空前的灵活性。
 


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