高精度多通道相參信號源系統測量與校準技術

　　在許多無線通訊和軍工領域的應用系統中，例如MIMO(Multiple Input Multiple Output)通訊，波束形成(Beam forming)、相控陣雷達、合成孔徑雷達(SAR)系統等，都需要利用多個信號源產生相互之間具有穩定相位關系的多路信號，即多通道相參信號。各路相參信號之間相對相位的精度和穩定度對于上述應用系統的性能起著非常關鍵的作用。

　　如圖1所示，對于一個多通道相參信號源系統，影響其相參性能(相參相位精確度、穩定度)的主要因素包括四個方面：

　　(1)各通道本振(LO)不同步，造成載波信號的相位隨時間漂移;

　　(2)各通道基帶采樣時鐘不同步，造成基帶調制包絡不同步;

　　(3)各通道基帶觸發信號不同步，造成基帶調制包絡產生時延差;

　　(4)各通道路徑時延和初始相位不同，造成射頻信號產生相位偏移。

　　因此高性能的多通道相參信號源系統需要有效地消除上述系統誤差，實現通道間信號精確、穩定地相參。

　　安捷倫多通道相參信號源系統解決方案

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

　　在圖2的解決方案中，首先，相參系統通過將主信號源(E8267D)的本振經過信號分配放大器共享到從信號源的方法將各個信號源的本振同步，解決了本振同步的問題;其次，該系統利用一臺額外的射頻模擬信號源作為共享基帶采樣時鐘輸入給主/從信號源，解決了基帶采樣時鐘同步的問題;再次，系統通過主信號源發送觸發信號給從信號源的方法，解決了基帶觸發信號同步的問題。圖2中的系統可以根據應用需求靈活地擴展以支持更多通道。

　　得益于E8267D優秀的射頻性能，該相參信號源系統具有非常高的相參穩定度，圖3為兩路相參信號相位差隨時間漂移的測試曲線。由測試結果可見，經過8小時測試，相參系統的相位最大漂移在1°左右。