無線通信行業(yè)正在經(jīng)歷巨大的技術(shù)進步，蜂窩通信從4G過渡到5G，以實現(xiàn)極高的數(shù)據(jù)吞吐量，而衛(wèi)星通信提供商正在太空中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)在任何地方進行高速通信。這些發(fā)展的共同點都是需要更高的頻段和更寬的帶寬來實現(xiàn)所需的更大的數(shù)據(jù)吞吐量。

校準射頻、微波和毫米波頻率的寬帶信道極具挑戰(zhàn)。工程師必須開發(fā)一個準確可靠的測試系統(tǒng)，以提供最佳性能來滿足這些技術(shù)發(fā)展的要求。高質(zhì)量的寬帶信號產(chǎn)生就是這個系統(tǒng)的必備基礎(chǔ)。

寬帶信號的應(yīng)用

高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用的指數(shù)性增長，加速了寬帶新技術(shù)的發(fā)展。

5G NR

增強移動寬帶(eMBB)是5G NR定義的業(yè)務(wù)場景之一。它使用新的和既有的技術(shù)來實現(xiàn)預(yù)期的極大數(shù)據(jù)吞吐量，包括更寬的信道帶寬、載波聚合、高調(diào)制密度和多天線等。5G NR（FR2）的最大信道帶寬為400MHz，最大聚合信道帶寬高達1.2GHz。

WLAN

IEEE組織和Wi-Fi聯(lián)盟推動著802.11標準的演進，形成一個不斷發(fā)展的無線局域網(wǎng)規(guī)范系列。利用新的6 GHz頻段，IEEE 802.11be引入了高達320MHz帶寬的信道，最大數(shù)據(jù)率更是高達46.1Gbps。

衛(wèi)星和非地面網(wǎng)絡(luò)

衛(wèi)星通信為電視、電話、寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和軍事通信提供連接，分布于諸多頻段。隨著C和Ku頻段越來越擁擠，全球?qū)ι虡I(yè)衛(wèi)星通信在Ka波段應(yīng)用的興趣急劇上升。國際電信聯(lián)盟 (ITU)也將W頻段的71-76 GHz / 81-86 GHz段分配給衛(wèi)星服務(wù)。增加信道帶寬可以提高每個客戶端的數(shù)據(jù)速率，并可獲得更高的系統(tǒng)容量。高通量衛(wèi)星現(xiàn)在使用帶寬高達500 MHz的轉(zhuǎn)發(fā)器來實現(xiàn)所需的數(shù)據(jù)速率。

作為5G接入技術(shù)組合的一部分，3GPP R16確定了在5G無線電接入網(wǎng)絡(luò) (RAN) 中提供衛(wèi)星集成服務(wù)的用例，衛(wèi)星通信成為5G基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。用于衛(wèi)星通信的5G NR非地面網(wǎng)絡(luò) (NTN) 在K波段（下行鏈路）和 Ka 波段（上行鏈路）的信道帶寬高達800 MHz。

寬帶信號生成

增加信號帶寬為實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)速率提供了一種很好的方法，但也對滿足更高頻率范圍的信號質(zhì)量要求帶來了新的挑戰(zhàn)。例如，信道平坦度通常隨著帶寬的增加而降低。此外，寬帶 I/Q 調(diào)制器的缺陷會導(dǎo)致調(diào)制質(zhì)量變差。

高頻下生成寬帶寬信號的三種常見解決方案包括：

?任意波形發(fā)生器 (AWG) 生成基帶IQ信號（BBIQ），使用矢量信號發(fā)生器 (VSG) 將信號上變頻到所需頻段

?使用寬帶VSG生成中頻（IF）信號，并通過頻率擴展器將IF信號上變頻到所需頻率

?使用完全集成的、經(jīng)校準的寬帶VSG產(chǎn)生所需的信號

前兩種解決方案集成了多個儀器以生成所需的寬帶信號。這些測試設(shè)置需要執(zhí)行系統(tǒng)校準，以最小化整個帶寬內(nèi)的通道頻率響應(yīng)，并消除I/Q調(diào)制器缺陷帶來的影響。完全集成并經(jīng)校準的VSG（如M9484C），通過通道校正技術(shù)，在整個調(diào)制帶寬內(nèi)提供<±0.9 dB的射頻幅度平坦度。

影響寬帶信號的

因素及應(yīng)對方法

影響寬帶信號生成質(zhì)量的因素有很多，主要包括：

信號源頻率響應(yīng)

當信號發(fā)生器生成調(diào)制信號時，信號發(fā)生器內(nèi)部的組件（例如混頻器、濾波器和放大器等）會產(chǎn)生頻率響應(yīng)。調(diào)制信號的幅度和相位響應(yīng)會降低調(diào)制質(zhì)量，隨頻率和輸出電平而變化。

（64QAM信號，100MHz符號率。由于寬帶頻率響應(yīng)，導(dǎo)致信號無法正確解調(diào)）

【應(yīng)對方法】利用通道修正技術(shù)去除頻率響應(yīng)

為了提高寬帶信號生成的性能，可以將校正濾波器應(yīng)用于信號發(fā)生器，以最大限度地降低頻率響應(yīng)的影響。VXG（M9484C）提供了內(nèi)部校準程序，可以收集基帶和射頻信號的幅度及相位誤差的校正數(shù)據(jù)，涵蓋整個頻率范圍并包括所有功率電平，將其實時應(yīng)用于基帶波形的校正濾波器，從而改進生成的寬帶信號性能。

IQ調(diào)制器缺陷

來自基帶信號發(fā)生器的I路和Q路信號傳輸?shù)絀/Q調(diào)制器并上變頻為中頻 (IF) 和射頻信號。I/Q調(diào)制器中的每個組件都有可能導(dǎo)致某種誤差，從而影響最終的寬帶信號質(zhì)量以及動態(tài)范圍。

【應(yīng)對方法】采用DDS技術(shù)的直接IF/RF方式

DDS中頻/射頻 VXG架構(gòu)

具有DDS架構(gòu)的下一代矢量信號發(fā)生器可以直接從高分辨率、高采樣率數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 生成中頻和射頻信號。這種方式消除了由模擬I/Q調(diào)制器引起的信號損傷，改善了信號動態(tài)范圍，更適用于寬帶信號生成。

原文標題：寬帶信號產(chǎn)生小貼士

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