設(shè)定相位同調(diào)RF量測系統(tǒng)：從 MIMO 到波束賦形

　　若要了解多組 RF 向量訊號分析器的同步化方法，則必須先行深入了解 PXIe-5663 - RF 訊號分析器的詳細(xì)程序圖。在圖 4 中可看到，即便僅使用單一 LO 將 RF 降轉(zhuǎn)換為 IF，則各組分析器實(shí)際亦必須共享 3 組頻率。　　

 

　　如圖 4 所示，各個(gè) RF 通道之間必須共享 LO、ADC 取樣頻率、數(shù)字降轉(zhuǎn)換器 (DDC)，與數(shù)值控制震蕩器 (Numerically controlled oscillator，NCO)。如圖 4 所見，即便各組示波器之間共享 10 MHz 頻率，其實(shí)亦極為足夠。當(dāng)各組示波器之間僅共享 10 MHz 參考時(shí)，即可產(chǎn)生非相關(guān)的信道對信道相位抖動(dòng) (Phase jitter);而于 IF 產(chǎn)生的相位噪聲強(qiáng)度，亦將由 RF 的 LO 相位噪聲所覆蓋。

　　3. 數(shù)字降轉(zhuǎn)換的特性

　　在了解相位同調(diào) RF 擷取系統(tǒng)的精確校準(zhǔn)方式之前，必須先了解應(yīng)如何于基頻觀察 RF 的訊號特性。此處以相同中心頻率，且以回送 (Loopback) 模式設(shè)定的 VSG 與VSA 為例。如圖 5 所示，具備精確分析器中心頻率的降轉(zhuǎn)換 RF 訊號，將依基頻呈現(xiàn)為 DC 訊號。此外，由于基頻訊號屬于復(fù)雜波形，因此亦可將訊號的相位 (Θ) 分析而為時(shí)間函式。在圖 5 中可發(fā)現(xiàn)，只要 RF 向量訊號產(chǎn)生器與分析器互為同相 (In-phase)，則「Phase vs. time」波形將呈現(xiàn)穩(wěn)定的相位偏移 (Phase offset)?！　?/p>

 

　　相對來說，只要 RF 音調(diào) (Tone) 與分析器的中心頻率產(chǎn)生小幅誤差，隨即可造成極大的差異。當(dāng)降轉(zhuǎn)換為基頻時(shí)，偏音 (Offset tone) 所產(chǎn)生的基頻 I (亦為 Q) 訊號即屬于正弦波。此外，基頻正弦波的頻率即等于「輸入音調(diào)與分析器中心頻率之間的頻率差異」。因此如圖 6 所示，「Phase versus time」圖將呈現(xiàn)線性關(guān)系?！　?/p>

 

　　從圖 6 可發(fā)現(xiàn)，相位于每個(gè)微秒 (Microsecond) 可提升將近 360 – 亦即所產(chǎn)生的音調(diào)與分析器的中心頻率，可確實(shí)為 1 MHz 偏移。圖 6 中亦可發(fā)現(xiàn)，2 組同步取樣示波器之間保持著極小卻穩(wěn)定的相位差 (Phase difference)。此離散相位差是起因于 LO 供電至各組降轉(zhuǎn)換器之間的連接線長度差異。如接下來所將看到的，只要針對其中 1 個(gè) RF 通道調(diào)整 DDC 的開始相位 (Start phase)，即可輕松進(jìn)行校準(zhǔn)。