在相控陣中,用于強制雜散去相關的各種方法問世已有些時日。已知的第一份文獻1可以追溯到2002年,該文描述了用于確保接收器雜散不相關的一種通用方法。在這種方法中,先以已知方式,,修改從接收器到接收器的信號。然后,接收器的非線性分量使信號失真。在接收器輸出端,將剛才在接收器中引入的修改反轉。目標信號變得相干或相關,但不會恢復失真項。在測試中實現的修改方法是將每個本振(LO)頻率合成器設置為不同的頻率,然后在數字處理過程中以數字方式調諧數控振蕩器(NCO),以校正修改。文獻里還提到了若干其他方法2, 3。
多年以后,隨著完整的收發器子系統被先進地集成到單個單片硅片當中,收發器產品中的嵌入式可編程特性為實現以下文章描述的雜散去相關方法提供了可能:“Correlation of Nonlinear Distortion in Digital Phased Arrays:Measurement and Mitigation”(數字相控陣中的非線性失真:測量與緩解)。1
實現雜散去相關的收發器功能
圖1所示為ADI公司收發器ADRV9009的功能框圖。
圖1.ADRV9009功能框圖
每個波形發生器或接收器都是用直接變頻架構實現的。Daniel Rabinkin的文章“Front-End Nonlinear Distortion and Array Beamforming”(前端非線性失真與陣列波形合成)詳細地討論了各種直接變頻架構。4 LO頻率可以獨立編程到各IC上。數字處理部分包括數字上/下變頻,其NCO也可跨IC獨立編程。Peter Delos的文章《A Review of Wideband RF Receiver Architecture Options》(寬帶射頻接收器架構的選項)對數字下變頻進行了進一步的描述。
1 Lincoln Cole Howard和Daniel Rabideau,“Correlation of Nonlinear Distortion in Digital Phased Arrays: Measurement and Mitigation”(數字相控陣中的非線性失真:測量與緩解),2002 IEEE MTT-S國際微波研討會文摘。
2 Salvador Talisa、Kenneth O’Haever、Thomas Comberiate、Matthew Sharp和Oscar Somerlock,“Benefits of Digital Phased Arrays”(數字相控陣的好處),IEEE論文集,第104卷第3期,2016年3月。
3 Keir Lauritzen,“Correlation of Signals, Noise, and Harmonics in Parallel Analog-to-Digital Converter Arrays”(并行模數轉換器陣列中的信號、噪聲與諧波相關性),博士論文,馬里蘭大學,2009年。
4 Rabinkin,Song,“Front-End Nonlinear Distortion and Array Beamforming”(前端非線性失真與陣列波形合成),Radio and Wireless Symposium (RWS) 2015 IEEE。
5 Peter Delos,“A Review of Wideband RF Receiver Architecture Options”(寬帶射頻接收器架構選項綜述),ADI公司,2017年2月。
Delos,Peter,“Can Phased Arrays Calibrate on Noise?”(相控陣能校準噪聲嗎),Microwave Journal,2018年3月。
Jonathan Harris,“What’s Up with Digital Downconverters—Part 1”(數字下變頻器的發展和更新——第一部分),《模擬對話》,2016年7月。
Jonathan Harris,“What’s Up with Digital Downconverters—Part 2”(數字下變頻器的發展和更新——第一部分),《模擬對話》,2016年11月。
Howard,Lincoln、Nina Simon和Daniel Rabideau,“Mitigation of Correlated Nonlinearities in Digital Phased Arrays Using Channel- Dependent Phase Shifts”(運用通道依賴型相移緩解數字相控陣中的相關非線性問題),2003 EEE MTT-S Digest。
作者簡介
Peter Delos是ADI公司航空航天和防務部門的技術主管,在美國北卡羅萊納州格林斯博羅工作。他于1990年獲得美國弗吉尼亞理工大學電氣工程學士學位,并于2004年獲得美國新澤西理工學院電氣工程碩士學位。Peter擁有超過25年的行業經驗。其職業生涯的大部分時間花在高級RF/模擬系統的架構、PWB和IC設計上。他目前專注于面向相控陣應用的高性能接收器、波形發生器和合成器設計的小型化工作。聯系方式:peter.delos@analog.com。
Mark Robertson本科于1990年畢業于劍橋大學,獲電氣與信息科學學位。2012年,他在英國巴斯加盟ADI公司,擔任系統工程師;此前,先后在測試和測量、手機和蜂窩基站等多個行業的多家公司供職,擔任射頻和模擬電路設計工程師。他仍然喜歡隨時設計現實電路。聯系方式:mark.robertson@analog.com。
Mike Jones是ADI公司航空航天與防務部門的一名首席電氣設計工程師,在美國北卡羅來納州格林斯博羅工作。他于2016年加入ADI公司。從2007年到2016年,他在北卡羅來納州威爾明頓的通用電氣公司工作,擔任微波光子學設計工程師,致力于研發核工業微波和光學解決方案。他于2004年獲得北卡羅來納州立大學電氣工程學士學位和計算機工程學士學位,2006年獲得北卡羅來納州立大學電氣工程碩士學位。聯系方式:michael.jones@analog.com。