微波射频测试技术白皮书
- 格式:pdf
- 大小:1.80 MB
- 文档页数:13
微波射频测试技术白皮书第一部分:微波技术发展的挑战微波射频电路是整个电子系统的重要组成部分,主要完成发射和接收信号的功率控制和频率搬移,对整个电子系统灵敏度,动态范围等指标有决定性的影响。
典型的微波射频电路包含天线,放大器,滤波器,频率合成器,传输线等有源和无源电路。
随着系统功能和性能要求的提高,电子系统对这些电路的要求越来越高,而且很多性能指标的要求还是互相制约的,例如为提高系统的传输效率和抗干扰能力,无线通信采用了复杂调制技术,从MSK调频到PSK调相再到多载波的OFDM调制方式,这会造成信号的功率动态范围越来越大,对于放大器而言就要求尽量宽的线性范围,同时系统对放大器的效率有严格要求以保证功率利用率指标,这对于传统放大器技术来讲是很难满足的。
这个技术挑战大大推动了功率放大器线性化技术的出现和发展。
现在射频微波应用领域的发展动态有以下典型的几个特点:特点1:新型的半导体材料的应用无论在大功率器件还是降低器件噪声性能上,由于新半导体材料的使用让电路的性能得到提高,例如:GaN材料大大提高了功率管的输出功率, 而磷化铟材料大大降低了微波放大器的噪声系数。
图1:微波集成电路技术特点2:频率资源的扩展通过获得更宽的频率资源来获得系统性能的增益是很多电子系统采用的技术,例如LTE中的频率聚合技术,通过毫米波工作频段的使用来提高传输速率并降低干扰等。
毫米波的应用从简单的汽车防撞雷达扩展到宽带通信等领域。
无线通信的信号带宽从几百KHz扩展到了超过100MHz的带宽。
特点3:数字技术和射频技术的结合数字预失真功率放大器是数字信号处理技术和射频微波技术结合最好的代表。
通过数字技术来扩展单一功率放大器的线性范围,线性化技术也被认为是射频技术的核心内容。
特点4:多通道技术无论是军用相控阵雷达还是无线通信中的智能天线都是通过采用多通道技术来实现空间波束的控制和合成,通道数量从几个通道到上万通道不等,这对于射频微波电路的研制开发来讲是机遇也是很大的技术挑战。
物理半导体行业中的射频测试技术手册在物理半导体行业中,射频测试技术是非常重要的,因为它能够用来测试和验证各种射频半导体器件的性能参数。
本手册将介绍与射频测试相关的重要技术和操作,以及如何优化测试策略和提高测试效率。
1. 射频测试基础射频测试是一种用于测量无线电频率和功率的技术。
它主要用于测试各种射频器件,例如放大器、混频器、功率放大器、滤波器和天线等。
射频测试需要使用一系列传感器、频谱仪、网络分析仪和信号源等仪器。
这些仪器都需要校准和配置,以确保测试的准确性和可靠性。
2. 射频测试参数在射频测试中,常用的参数包括频率、功率、增益、噪声指数、谐波和相位等。
这些参数可以通过网络分析仪和功率计等仪器来测量和分析。
此外,射频测试还需要对测试条件进行控制和调整,例如温度、湿度和电源噪声等。
3. 射频测试方法为了实现准确的射频测试,需要采用恰当的测试方法。
常见的测试方法包括网络分析法、功率传递法和功率反射法。
网络分析法可以测量信号的反射和传输等参数,功率传递法可以测量放大器等器件的功率增益,功率反射法可以测量器件的反射损耗和谐波等参数。
此外,射频测试还需要注意测试环境的干扰和电磁兼容性等问题。
4. 射频测试优化为了提高测试效率和准确性,需要进行射频测试优化。
优化的策略包括选择合适的测试环境、调整测试仪器的设置和校准、选择适当的测试方法和条件、以及使用自动化测试系统等。
此外,还需要进行数据分析和反馈,以指导测试策略的改进和优化。
结语射频测试是物理半导体行业中非常重要的一项技术,它可以帮助我们测量和分析各种射频器件的性能参数。
本手册提供了射频测试的基础知识、常用参数和方法,以及优化测试策略和提高测试效率的方法。
希望这些内容能够帮助您更好地理解射频测试技术,并在工作中取得更好的成果。
权威解读中国射频识别(RFID)技术政策白皮书访交通部物流工程研究中心主任魏凤交通部物流工程研究中心主任魏凤,作为刚刚发布不久的《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》(以下简称《白皮书》)编制专家组组长和主要专家,近日接受了本刊记者的专访,为我们解读了《白皮书》制定的背景、意义,以及与物流业正在扩大的相互影响。
《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》出台背景记者:《白皮书》为什么选在此时出台?魏凤:一方面是应用的需求,另一方面是RFID产业的逐渐成熟,包括一些基础技术的广泛应用和逐渐成熟。
很多技术正在应用于物流业,比如条码技术,但它不能完全解决供应链单品信息的采集问题。
而RFID技术可以真正地在供应链各个环节里面自动采集信息,有了这个信息采集的前端过程,后台信息技术平台就可以进行相应的管理和处理了。
RFID不仅可以广泛地应用于物流业,如防伪、危险品监控和全程可视跟踪等,而且在其它领域里也有了不少应用,例如二代身份证、门禁管理、停车场管理,以及在交通行业的一些示范应用,例如不停车收费。
虽然目前RFID的应用还不算很普遍,但今后将给人们生产、生活的各方面带来一系列的影响。
RFID技术本身也在日渐成熟,比如芯片、标签、读写器等。
与此同时,RFID 的成本也在慢慢降低,已经被大规模的物流应用所接受。
不过,现在电子标签产品的成本还处于相对高位,仅仅可以在一些集装箱、托盘、整包物品上应用,还不能够达到单品应用的要求。
记者:除了需求拉动以及技术渐趋成熟,还有哪些因素影响了《白皮书》的制定?魏凤:RFID在物流领域是一项非常有前景的技术,国际上对其给予了高度关注,并在大力推动。
比如沃尔码要求其前100名供应商从2005年1月起使用RFID 标签;美国EPCglobal组织的形成;日本UID联盟及一些其他联盟组织的出现等。
我们要向国内的社会各界传递一个导向,我们不能放弃RFID,我们要抓这个产业,要发展这项技术,并让它服务于各个行业。
中国射频识别(RFID)技术政策白皮书由国家科技部会同国家发展改革委员会、商务部、信息产业部、交通部、海关总署、铁道部、公安部、教育部、建设部、农业部、国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会、国家邮政局、国家食品药品监督管理局以及中国标准化协会、中国物流与采购联合会等共同组织编写完成的。
白皮书共分为五章,分别阐述RFID技术发展现状与趋势、中国发展RFID技术战略、中国RFID技术发展及优先应用领域、推进产业化战略和宏观环境建设。
技术发展现状RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别,但是由于技术和成本原因,一直没有得到广泛应用。
近年来,随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展,RFID技术进入商业化应用阶段。
由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点,RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间,被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。
RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域,涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。
一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程。
在过去十年间,共产生数千项关于RFID技术的专利,主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。
按照能量供给方式的不同,RFID标签分为有源、无源和半有源三种;按照工作频率的不同,RFID标签分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(MW)的标签。
目前国际上RFID应用以L F和HF标签产品为主;UHF标签开始规模生产,由于其具有可远距离识别和低成本的优势,有望在未来五年内成为主流;MW标签在部分国家已经得到应用。
中国已掌握HF芯片的设计技术,并且成功地实现了产业化,同时UHF芯片也已经完成开发。
中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。
《中国介入医学白皮书》2019版中国医院协会介入医学中心分会介入管理DOI :10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2020.01.002通信作者: 单鸿,Email :shanhong@序介入医学自1979年传入中国,经过40余年发展,取得了长足进步,介入治疗已经成为继内科治疗和外科治疗之后的第三大临床治疗手段,治疗范围可以说是“从头到脚”,并且已经成为部分疾病治疗的首选方案。
随着现代科技的发展和医疗服务模式的转化,我国介入医学发展迎来了新的机遇和挑战。
作为一门不断发展和完善的新兴学科,专业化、规范化是介入医学发展的必经之路。
2018年11月,中国医院协会介入医学中心分会正式成立,分会旨在积极探索我国介入医学机构认证标准,建立机构技术和建制的规范标准,强化行业自律,开展评价评估和质量控制工作。
为了更加客观地反映我国介入医学机构的发展现状,2019年6~10月我们组织开展了中国医院介入医学机构现状调查,并对调查结果进行了综合分析,编写了《中国介入医学白皮书》。
调查基本数据本次调查采用网络调查形式,由各家医院介入中心/科室自行填写,共收到944份调查结果,其中756份数据填写相对完整,以下结果均基于756家医院数据进行分析。
填写调查的医师职称分别为:高级职称比例为65.53%,中级职称比例为30.77%,初级职称比例为5.7%。
参与调查的医院级别分布为:三级医院比例为78.3%,二级医院比例为21.7%。
每个省份参与调查的医院数量见图1,其中北京、上海、湖南等经济相对发达区域填报数量有限。
调查结果分析本次调查内容涵盖医院信息、中心/科室概况、人才梯队、医疗服务水平、科研实力、教学水平、学科辐射等,希望从多方面评价我国介入医学机构图1各省份完成调查的医院数量分布发展现状。
一、介入中心/科室概况1.重点学(专)科情况参与调查的医院中,介入中心/科室属于国家级重点学(专)科的占到7%,省级重点专科的占到24%,具体见图2。
中国射频识别RFID0技术政策白皮书中国射频识别(RFID)技术政策白皮书一、概述射频识别(RFID)技术作为一项重要的自动识别技术,已经成为物联网应用的重要组成部分。
尤其在物流、零售、制造业、农业等领域具有广泛应用前景。
为了推动RFID技术在中国的发展,提高技术水平、加强标准制定、推动应用创新,制定本政策白皮书。
二、政策目标1. 加强RFID技术研发:鼓励企业加大RFID技术的研发投入,推动核心技术的突破,提升我国在RFID领域的自主创新能力。
2. 完善RFID技术标准:加强与国际标准的对接,在RFID技术规范制定方面发挥积极作用,促进RFID技术在全球范围的互操作和互联互通。
3. 推动RFID技术应用创新:鼓励广大企事业单位在核心行业推动RFID技术的应用,积极探索RFID技术在新兴领域的可行性,并创造更多的应用场景。
三、政策措施1. 加大资金支持:增加RFID技术相关的科研项目资金投入,支持企业开展新产品研发和市场推广活动,促进技术成果转化。
2. 建立行业联盟:组织相关企业和研究机构共同成立RFID技术联盟,加强技术交流与合作,推动技术创新。
3. 加强标准制定:加强与国际标准组织的合作,制定RFID技术的国际标准和行业标准,提高我国RFID技术的国际竞争力。
4. 推动应用创新:在物流、零售、制造业、农业等重点领域,组织RFID技术的示范应用项目,鼓励企事业单位采用RFID 技术,推动应用创新。
5. 加强人才培养:加大RFID技术人才的培养力度,创建RFID技术专业学科,建立RFID技术人才培养基地,提高国内人才的素质和数量。
四、政策效果评估为了评估本政策的实施效果,将建立相应的监测和评估机制。
定期评估RFID技术产业发展情况、标准制定情况、应用创新情况等,及时调整和优化政策措施。
五、政策落地本政策由相关政府部门负责具体的实施和落地工作。
相关行业协会、企事业单位、研究机构等应积极参与并支持政策的推进和落地。
是德科技《信号发生器基础指南》奠定坚实的射频基础—第 1 部分白皮书引言使用可靠的信号源消除测试结果中的不确定性和疑虑更快地进入市场是一场激烈的角逐。
为了赢得胜利,您需要拥有无可置疑的测试结果。
这就是选择合适的仪器至关重要的原因。
您容不得把丝毫的时间浪费在猜测结果上。
本白皮书以信号发生器为主题,分为两部分。
在本文第一部分中,我们将帮助您深入了解信号发生器的基本技术指标,以便您在使用信号发生器时能够做出正确选择。
目录在本白皮书的第 1 部分,主要介绍信号发生器及其基本技术指标,如功率、精度和速度。
我们将在第 2 部分中探讨更高级的功能,如调制、频谱纯度和失真。
第 1 节关键属性了解信号发生器的组成部分以及它相比其他信号源的独特之处。
探索信号发生器的类型和关键技术指标。
第 2 节功率了解平均功率、包络功率和峰值包络功率之间的区别,以及适用于高/低输出功率的测量应用。
第 3 节精度对您的测量结果充满信心。
了解为什么精度很重要,以及需要注意哪种类型的精度。
第 4 节速度对制造业来说,速度就是生命。
更快进入市场,击败竞争对手。
学习如何查看技术指标。
紧跟技术脚步,不要落伍。
第 1 节—关键属性信号发生器种类繁多,它们拥有不同的外形,可以提供不同的功能。
图 1-1. Keysight PXIe 矢量信号发生器和分析仪。
外形:您需要的是台式仪器还是模块化仪器?台式是许多信号发生器的传统外形。
它是我们通常在工作台和机架上看到的典型框式仪器。
这种仪器配备前面板显示器和控件,能让您快速、轻松地设置和调试故障。
台式信号发生器具有全面的功能,覆盖射频到微波以及模拟到矢量的范围。
图 1-2. N5182B MXG X 系列射频矢量信号发生器另一种正在迅速普及的形式是 PXIe。
PXIe 信号发生器的外形紧凑,因此通常用于需要多个通道的应用中。
第三代 PCIe 现在支持最高 24 GB/s 的系统带宽,从而提升了高性能应用(例如采用 FPGA 流处理 streaming 方式将 I/Q 数据传输给基带发生器,或数字预失真应用等)的测试吞吐量。
信锐技术无线射频防护功能白皮书信锐网科技术有限公司版权声明本说明版权归深圳市信锐网科技术有限公司所有,并保留对本文档及本声明的最终解释权和修改权。
本文档中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容,除另有特别注明外,其著作权或其它相关权利均属于深圳市信锐网科技术有限公司。
未经深圳市信锐网科技术有限公司书面同意,任何人不得以任何方式或形式对本文档内的任何部分进行复制、摘录、备份、修改、传播、翻译成其他语言、将其全部或部分用于商业用途。
免责条款本文档仅用于为最终用户提供信息,其内容如有更改或撤回,恕不另行通知。
信锐网科技术有限公司已尽最大努力确保本文档内容准确可靠,但不提供任何形式的担保,任何情况下,信锐网科技术有限公司均不对(包括但不限于)最终用户或任何第三方因使用本文档而造成的直接或间接的损失或损害负责。
信息反馈如果您有任何宝贵意见,请反馈:地址:深圳市南山区学苑大道1001号南山智园A1栋6楼邮编:518055您也可以访问信锐技术网站:获得最新技术和产品信息一.技术背景随着互联网的高速发展和移动终端的普及,对无线网络的需求愈加强烈。
近年来,随着WiFi在手机、Pad、个人电脑等设备上的普及,给人们的工作和生活带来了更多的便利,但无线网络安全问题也随之出现。
这些移动终端上承载着越来越多的个人生活、娱乐、工作等方面的信息,尤其是以支付宝为代表的在线支付应用的兴起,无线信息中包含大量的个人隐私、支付密码甚至商业秘密信息,这些信息的重要性不言而喻。
由于移动终端的信息交互基本都离不开无线网络连接,而无线信号是空气中是无处不在的,人们很自然会产生这样的忧虑:我的隐私是否会随着无线信号飞来飞去?无线网络安全该如何保证?2015年的3-15晚会更是让这种忧虑达到了极致,晚会上现场技术人员通过观众连WI-FI,技术人员就可以把观众手机里的所有资料全部拷贝出来,包括照片、密码等隐私。
顿时全国掀起了讨论之风,钓鱼WI-FI也让人们谈"无线"色变。
一、工作频率范围及波道带宽微波通信系统无线电发射设备的工作频率范围及波道带宽见附件1“微波通信系统射频波道配置方案”,其中波道带宽为各工作频率范围对应的“相邻波道间隔”。
二、端口发射功率限值微波通信系统无线电发射设备端口发射功率限值应满足表1要求。
表1 微波通信系统端口发射功率限值工作频率限值4GHz-10GHz ≤13dBW10GHz以上≤10dBW三、等效全向辐射功率限值微波通信系统等效全向辐射功率限值为55dBW。
四、频率容限微波通信系统无线电发射设备频率容限值应满足表2要求。
表2 微波通信系统频率容限值工作频率限值4500-4800MHz ±15×10-67125-7725MHz ±15×10-67725-8500MHz ±15×10-6工作频率 限值 10.7-11.7GHz ±15×10-6 12.75-13.25GHz ±10×10-6 14.5-15.35GHz ±10×10-6 21.2-23.6GHz ±15×10-6 71-76GHz/81-86GHz±50×10-6五、杂散发射限值微波通信系统无线电发射设备杂散发射限值应满足表3要求。
表3 微波通信系统杂散发射限值测试频段 限值 检波方式 30MHz-1GHz -50dBm/100kHz RMS (均方根)检波 1GHz-21.2GHz -50dBm/1MHz RMS (均方根)检波 >21.2GHz-30dBm/1MHzRMS (均方根)检波注:1. 在被测设备波道中心频率以最大发射功率状态下进行该项测试。
2. 要求的杂散发射限值为传导模式下的限值。
六、频谱模板(一)微波通信系统频谱效率等级划分 微波通信系统频谱效率等级划分如表4所示。
表4 微波通信系统频谱效率等级划分编号 频谱效率等级说明1 1 基于典型2态调制方案的设备,如:2FSK 、2PSK 等2 2 基于典型4态调制方案的设备,如:4FSK 、4QAM 、QPSK 等3 3 基于典型8态调制方案的设备,如:8PSK4 4L 基于典型16态调制方案的设备,如:16QAM 、16APSK 等5 4H基于典型32态调制方案的设备,如:32QAM 、32APSK 等6 5LA (ACAP*)基于典型64态调制方案的设备,如:64QAM 7 5LB(ACCP*/CCDP*) 85HA (ACAP) 基于典型128态调制方案的设备,如:128QAM编号 频谱效率等级说明9 5HB(ACCP/CCDP) 10 6LA (ACAP)基于典型256态调制方案的设备,如:256QAM11 6LB(ACCP/CCDP) 12 6HA (ACAP) 基于典型512态调制方案的设备,如:512QAM13 6HB(ACCP/CCDP) 14 7A (ACAP) 基于典型1024态调制方案的设备,如:1024QAM15 7B(ACCP/CCDP) 16 8A (ACAP) 基于典型2048态调制方案的设备,如:2048QAM178B(ACCP/CCDP)注:1. ACAP :Adjacent Channel Alternate-Polarized ,邻波道交叉极化。
射频资源管理白皮书首次发布日期: 2016年02月18日上次修改日期: 2016年06月14日Americas HeadquartersCisco Systems, Inc.170 West Tasman DriveSan Jose, CA 95134-1706USATel: 408 526-4000800 553-NETS (6387)Fax: 408 527-0883本手册中有关产品的规格和信息如有更改,恕不另行通知。
本手册中的所有声明、信息和建议均准确可靠,但我们不为其提供任何明示或暗示的担保。
用户必须承担使用产品的全部责任。
随附产品的软件许可和有限担保在随产品一起提供的信息包中提供,且构成本文的一部分。
如果您无法找到软件许可或有限担保,请与思科代表联系以获取副本。
思科所采用的TCP报头压缩是加州大学伯克利分校(UCB)开发的一个程序的改版,是UCB的UNIX操作系统公共域版本的一部分。
保留所有权利。
版权所有©1981,加州大学董事会。
无论本手册中是否有任何其他保证,这些供应商的所有文档文件和软件均按“原样”提供,并可能包含缺陷。
思科和上面所提及的提供商拒绝所有明示或暗示担保,包括(但不限于)适销性、特定用途适用性和无侵权担保,或者因买卖或使用以及商业惯例所引发的担保。
在任何情况下,对于任何间接、特殊、连带发生或偶发的损坏,包括(但不限于)因使用或无法使用本手册而导致的任何利润损失或数据损失或损坏,思科及其供应商概不负责,即使思科及其供应商已获知此类损坏的可能性也不例外。
本文档中使用的任何互联网协议(IP)地址和电话号码并非实际地址和电话号码。
本文档中所含的任何示例、命令显示输出、网络拓扑图和其他图形仅供说明之用。
说明性内容中用到的任何真实IP地址或电话号码纯属巧合,并非有意使用。
思科和思科徽标是思科和/或其附属公司在美国和其他国家/地区的商标或注册商标。
要查看思科商标列表,请访问此网址:/go/trademarks。
微波射频测试技术白皮书
,分析过程中,可以利用时域和频域的关联分析来得到误差的特性是随机误差还是周期误差,这样问题信号的来源就很快得到定位。
Agilent 89601A/B 矢量分析软件为核心的矢量信号分析系统,可以支持Agilent 全系列的逻辑分
析仪,示波器和信号分析仪,典型的测试分析判断举例如表1 所示。
图4 先进仪表对接收机系统的测试
表1 典型电子系统误差来源分析
2.2 先进测试仪表举例
2.2.1 毫米波太赫兹测试仪表及应用
针对毫米波到太赫兹的应用要求,现在矢量网络仪,信号源和频谱分析仪
都可以覆盖到太赫兹测试频段,仪表厂家可以提供系统解决方案,仪表的性能稳定,工程应用的状态已经成熟化。
图5 为Agilent 毫米波网络仪,信号源和频谱仪的配置方案,现在单台的独立测试仪工作频率范围可以达到70GHz,在更高的测试频段,是通过外置的频率扩展装置来扩展工作频率范围。
最主要的网络分析仪能工作到1THz 频段。
图5 毫米波太赫兹测试仪表配置
微波频段网络仪的性能是毫米波直到太赫兹网络仪性能的基础,由于现在网络仪内置激励信号源和接收机性能的提高,首先在毫米波测试应用中,不再需要外置的独立信号源来提供激励信号和接收机本振信号,降低了系统的复杂程度和成本价格,另外仪表的工作性能也得到很大提高,例如太赫兹矢网在。
微波射频测试技术白皮书第一部分:微波技术发展的挑战微波射频电路是整个电子系统的重要组成部分,主要完成发射和接收信号的功率控制和频率搬移,对整个电子系统灵敏度,动态范围等指标有决定性的影响。
典型的微波射频电路包含天线,放大器,滤波器,频率合成器,传输线等有源和无源电路。
随着系统功能和性能要求的提高,电子系统对这些电路的要求越来越高,而且很多性能指标的要求还是互相制约的,例如为提高系统的传输效率和抗干扰能力,无线通信采用了复杂调制技术,从MSK调频到PSK调相再到多载波的OFDM调制方式,这会造成信号的功率动态范围越来越大,对于放大器而言就要求尽量宽的线性范围,同时系统对放大器的效率有严格要求以保证功率利用率指标,这对于传统放大器技术来讲是很难满足的。
这个技术挑战大大推动了功率放大器线性化技术的出现和发展。
现在射频微波应用领域的发展动态有以下典型的几个特点:特点1:新型的半导体材料的应用无论在大功率器件还是降低器件噪声性能上,由于新半导体材料的使用让电路的性能得到提高,例如:GaN材料大大提高了功率管的输出功率, 而磷化铟材料大大降低了微波放大器的噪声系数。
图1:微波集成电路技术特点2:频率资源的扩展通过获得更宽的频率资源来获得系统性能的增益是很多电子系统采用的技术,例如LTE中的频率聚合技术,通过毫米波工作频段的使用来提高传输速率并降低干扰等。
毫米波的应用从简单的汽车防撞雷达扩展到宽带通信等领域。
无线通信的信号带宽从几百KHz扩展到了超过100MHz的带宽。
特点3:数字技术和射频技术的结合数字预失真功率放大器是数字信号处理技术和射频微波技术结合最好的代表。
通过数字技术来扩展单一功率放大器的线性范围,线性化技术也被认为是射频技术的核心内容。
特点4:多通道技术无论是军用相控阵雷达还是无线通信中的智能天线都是通过采用多通道技术来实现空间波束的控制和合成,通道数量从几个通道到上万通道不等,这对于射频微波电路的研制开发来讲是机遇也是很大的技术挑战。
第二部分;先进测试仪表的技术说明测试仪表是技术开发的重要技术资源,射频微波测试领域常用的仪表包含网络分析仪,信号源,频谱分析仪,功率计,相噪分析仪,示波器等,为适应微波射频技术的发展,测试技术和测试仪表也在发生很大的变化,为先进技术开发提供新的测试手段和技术途径。
2.1先进微波射频测试仪表的典型特点现在射频微波测试仪表的典型技术特点总结有以下几个方面:特点1:仿真软件和测试仪表的结合先通过软件数字仿真设计然后再进行电路实物实现已经是射频微波电路实现的规范化技术流程,现在微波电路仿真EDA工具和测试仪表的技术互联更加紧密,Agilent ADS仿真软件和PNA‐X/PXA/PSG微波仪表是仿真软件和测试仪表结合应用的典型例子。
在ADS仿真环境下,首先可以进行系统级设计,包含在系统的框架下对射频电路的指标进行规划和分配,例如接收机电路的中频选择,多级级联放大器的功率压缩点,噪声系数等参数的分配。
当指标分配好后,再利用电路仿真工具完成电路的原理图设计和版图设计。
测试仪表的功能包含被测件性能评估,器件模型建立等,特别是通过仪表测试来完成准确的器件模型建立是保证仿真精度的重要基础,微波电路建模技术最大的突破就是利用基于PNA‐X的非线性网络仪能测试功率放大器的非线性成份的幅度和相位信息,提供完整的线性S参数和非线性X参数模型。
Agilent B1500A能完成器件直流I/V,C/V参数测试,用于微波器件的直流参数建模。
基于仿真软件和测试仪表能构建闭环的微波电路设计平台,针对任何一个微波技术问题,都能有匹配的仿真工具和测试手段来配合,能大大提高电路实现的效率。
图2:基于仿真软件和测试仪表构建的微波电路设开发台特点2:平台化仪表的概念无论是信号源,信号分析仪还是网络分析仪这些传统的射频微波测试仪表,数字化技术在仪表中正越来越多的得到应用,仪表都采用矢量技术的实现技术,这样可以利用平台化的仪表来满足不同应用领域的要求,例如矢量信号源通过波形计算,基带DAC转换和IQ调制来建立信号,针对不同应用,只需要利用不同的信号建立软件工具来计算信号波形数据就可实现,而不需要更改硬件平台。
在信号分析应用中,射频微波领域最常用的频谱仪技术上已经实现全数字化,频谱仪中重要的中频滤波,检波处理等都已采用ADC转换后的数字化信号处理技术来完成,这样能大大提高仪表频谱测试的性能,同时还能通过解调分析处理算法来实现信号的解调分析,这样单台的分析仪表同时具备了频谱和时域的关联测试,解调测试,信号存储等多功能。
针对不同的信号解调分析,只需要切换分析的软件就可完成。
基于这些实现技术,平台化的信号源仪表和分析仪表能满足从无线通信到雷达应用不同系统的测试要求,大大提高仪表的使用效益。
图3:平台化测试仪表特点3:分析和判断能力的提高仪表最基本的功能是提供被测对象的测试结果,当测试结果不满足要求时,先进仪表能提供的技术能力能大大提高故障判断的效率,为问题的解决提供丰富的技术途径。
首先现在仪表能对被测电子系统各个关键节点提供独立的测试手段,包含数字信号,基带信号,中频和射频信号等,而且分析的工具能实现统一化,如图4所示,可以利用逻辑分析仪,示波器,频谱仪分别对接收机系统的数字基带,模拟基带和射频信号进行测试,这些仪表采集的信号波形数据都能通过矢量分析软件来进行分析,分析功能包含频谱,时域和解调分析等。
这样在统一的分析环境下对数字信号,基带信号和射频信号的测试结果进行对比,能大大提高问题定位的效率。
另外在信号分析的手段上,分析软件能独立地分析信号的幅度误差,频率误差和相位误差,这样可以判断误差的基本来源,分析过程中,可以利用时域和频域的关联分析来得到误差的特性是随机误差还是周期误差,这样问题信号的来源就很快得到定位。
Agilent 89601A/B矢量分析软件为核心的矢量信号分析系统,可以支持Agilent全系列的逻辑分析仪,示波器和信号分析仪,典型的测试分析判断举例如表1所示。
图4:先进仪表对接收机系统的测试表1:典型电子系统误差来源分析2.2 先进测试仪表举例2.2.1毫米波太赫兹测试仪表及应用针对毫米波到太赫兹的应用要求,现在矢量网络仪,信号源和频谱分析仪都可以覆盖到太赫兹测试频段,仪表厂家可以提供系统解决方案,仪表的性能稳定,工程应用的状态已经成熟化。
图5为Agilent 毫米波网络仪,信号源和频谱仪的配置方案,现在单台的独立测试仪工作频率范围可以达到70GHz,在更高的测试频段,是通过外置的频率扩展装置来扩展工作频率范围。
最主要的网络分析仪能工作到1THz频段。
图5:毫米波太赫兹测试仪表配置微波频段网络仪的性能是毫米波直到太赫兹网络仪性能的基础,由于现在网络仪内置激励信号源和接收机性能的提高,首先在毫米波测试应用中,不再需要外置的独立信号源来提供激励信号和接收机本振信号,降低了系统的复杂程度和成本价格,另外仪表的工作性能也得到很大提高,例如太赫兹矢网在750GHz的测试动态范围能达到80dB,测试的轨迹噪声性能小于0.1dB。
图6为PNA‐X矢网的实际测试性能。
图6:太赫兹网络仪测试性能2.2.2网络仪技术的革命性突破网络分析仪是测试射频微波器件的基础性常用仪表,测试应用中,网络仪的基本特点是测试参数完整和测试精度高,传统网络仪主要测试器件的传输反射S 参数,由于采用闭环的仪表体系结构和支持校准技术消除系统误差,网络仪可以提供其它仪表不能比拟的幅度和相位参数测试精度。
随着Agilent PNA‐X/PNA系列网络仪的推出,传统网络仪的测试功能甚至很多测试应用的方法正在发生变化,所以PNA‐X网络仪是网络分析仪测试技术发展的里程碑式的产品,PNA‐X网络仪的主要技术突破主要包含以下几个方面: PNA‐X网络仪技术突破 具体说明 应用价值支持完整的被测件类型 支持对天线,放大器,衰减器,混频器,脉冲器件等类型器件的测试 作为射频微波器件的测试平台,满足研发和生产测试应用要求。
完整的测试功能 提供完整的测试参数,包含:传输反射线性S参数,点频和扫频状态下的功率压缩点、交调抑制参数和噪声参数测试。
能实现器件的单次连接完整参数测试,提高测试效率和精度。
激励信号的相位扫描 激励信号能进行频率,功率和相位扫描测试,研究器件在激励信号参数变化情况下工作性能。
相位控制电子系统的性能参数测试,例如:相控阵天线系统或智能天线系统。
非线性测试和建模能力 能提供被测件非线性谐波或交调成份的幅度和相位信息,完成器件非线性参数的测试和建模。
改变功率放大器的设计流程,大大提高仿真设计的准确度。
在Agilent PNA‐X网络仪的测试功能中,引入了测试类(Measurement Class)的概念,在应用中,根据被测件的类型和测试参数不同来进行选择。
例如:测试器件的类型可以分为非变频器件和变频器件,测试参数可以设定为线性S参数,非线性参数(包含功率压缩参数和交调抑制参数)和噪声系数参数。
图7: Agilent PNA‐X的测试功能图8为PNA‐X网络仪典型测试显示结果,利用多个测试通道(Channel)来定义多参数测试,包含通道1的驻波,增益测试,通道2的交调测试(支持点频和扫频),通道3的功率压缩点测试(支持点频和扫频测试),通道4的噪声系数测试和通道6的脉冲时域测试。
测试中不需要改变被测件连接,只需要切换测试通道就能完成所有参数测试,这对于应用的价值,这不是简单减少了连接的次数和测试时间,由于射频微波器件的很多指标是互相关联影响,需要在设计中进行折衷优化设计,例如端口匹配要综合考虑噪声系数和增益性能,在调试状态下同时观察驻波和噪声系数能大大提高器件产品的调试速度。
而且所有这些参数的测试都是基于网络仪的校准状态下进行,能大大提高测试的精度。
图8: Agilent PNA‐X网络仪完成单次连接多参数测试PNA‐X为射频微波器件应用技术发展的重要贡献还包含非线性X参数的测试和建模,基于PNA‐X构建的非线性网络仪系统NVNA(Nonlinear Vector Network analyzer)能测试非线性器件谐波和交调成份的幅度和相位,提供完整的时域和频域测试结果,基于X 参数测试和模型的建立大大提高了功率放大管非线性模型的准确度,使仿真设计功率放大器的结果更加准确和具备实用价值。
现在微波电路元器件厂家已经开始提供X 参数模型,并成功完成了100W 级功率放大管的建模测试,仿真结果和实测结果完全匹配。
功放输入端口输入信号频谱功放输出端口入射信号频谱图9: 非线性网络仪测试结果2.2.3 宽带测试仪表很多应用需要宽带信号源和宽带分析仪,典型的应用包含宽带雷达,捷变频电台,电子对抗,宽带无线通信,数字预失真功率放大器算法验证等。