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返回 盛铂科技成功研发出FFC1000系列全频带微波超宽带上/下变频器 ——在40GHz 频率范围内自由变换2GHz 带宽的矢量信号

2015-12-18

        2015年10月8日,盛铂科技(上海)有限公司北京研发中心研发出FFC1000系列全频带微波超宽带上/下变频器,该变频器具有卓越的性能。
 
        盛铂科技(上海)有限公司成立于2013年3月,公司总部坐落于上海漕河泾新兴技术开发区,研发中心坐落于北京朝阳区。盛铂科技致力于成为行业中专业的电子测试测量供应商,公司采用具有自主知识产权的技术(One-Box宽带矢量技术)并结合引进的先进的测试测量产品和技术,利用自身在数字信号处理、射频、高速信号完整性、功率电子和半导体测试领域的专业优势,向客户提供高质量的硬件和软件解决方案。
 
        盛铂科技的FFC1000 系列超宽带变频器采用盛铂科技创新的OBT-HFCI 一体化仪器平台和成熟直接上下变频技术,可在两个通道内同时实现从800MHz 到20/26.5/40GHz 的微波毫米波信号超宽带上下变频和信号调理功能,并有效规避了采用I/Q 调制器的传统宽带信号产生技术必然带来的I/Q 失真劣化和繁琐的校准工作。FFC1000 卓越的双通道超宽带信号变频性能使其可以轻松在0.8 ~ 40GHz 的频率覆盖范围内产生、校准和分析高达2GHz 瞬时带宽的矢量信号,并凭借其优异的指标可充分满足如多通道相干信号分析、信道收发分析、雷达信号、卫星通信、跳频通信、导航、电子战及复杂电磁环境等测试应用。
 
主要应用
- 航空航天和国防电子
- 无线通信和宽带光通信
- 雷达和微波宽带信号
 
主要特点
- 射频输入输出范围:800MHz ~ 40GHz
- 中频输入输出范围:100MHz ~ 5GHz
- 每通道最高2GHz 带宽
- 两通道同时实现上变频、下变频或上下变频
- 标准5U 的一体化仪器平台设计,12.1”TFT-LCD 屏幕显示,Windows7 操作系统
- GPIB 和LAN 远程控制接口,SCPI 标准指令集
 
客户价值
- 每个通道标配1GHz 和2GHz 两档带宽切换
- 双通道同时实现上变频、下变频或上下变频,单台仪器实现相干或收发测试
- 与市场主流品牌任意波发生器、示波器、频谱分析仪等测试设备无缝兼容
- 开放的API 软件接口,方便用户进行二次开发
 
创新的技术优势
FFC1000 系列采用直接变频技术,如:上变频部分采用对数字高中频信号进行多级上变频处理(3 次变频到5 次变频),实现0.8 至40GHz 全频带的频率覆盖。数字高中频加多级上变频技术可以从根本上解决基带信号正交上变频方案带来的镜像杂散和本振泄露的问题,其镜像杂散和本振泄露均低于-50dBc。
 
FFC1000 系统框图
FFC1000 系统平台采用盛铂科技自主研发的具有创新意义的高频模拟总线技术标准,称为HighFrequency Components Interconnect,简称HFCI 总线。HFCI 总线由总线控制器、总线电源、背板和机架组成。
 
HFCI 总线主要功能是集成高频模拟信号的扩展模块,总线为每个模块提供控制供电和配置接口,便于仪器硬件功能模块的后续升级和扩展,实现射频/ 微波/ 毫米波模块的快速无缝的集成。
 
FFC1000 系列采用传统的一体化仪器架构,使用传统的仪器前面板物理旋钮和按键控制和操作,非常便于用户在实验室和外场环境中使用。同时基于Windows7 的操作系统使用户轻松上手。
 
卓越的变频技术
        盛铂科技的FFC1000 系列超宽带上下变频器集成了上下变频和增益调节功能,可将宽带信号变频到所需的特定频带,并调理输出信号的幅度,该产品的主要特点有:
- 采用直接变频技术,有效规避了采用I/Q 调制的各种性能恶化,可以使本振泄露杂散和镜像杂散低于-50dBc,并获得较优异的带内平坦度性能。
- 变频器内置本振,其采用DDS+PLL 方案,与传统仪器的YIG 方案相比较,频率变化速度更快。
 
产生现在和未来所需的超宽带调制矢量信号
超越同侪的技术
传统的I/Q 变频技术
        所谓的I/Q 变频技术即通常所说的数字变频技术,就是DAC 产生Inphase 和Quadrature 两路基带信号,再通过I/Q 调制器将基带信号调制到载波频率。
 
        I/Q 调制器镜像杂散与相位失配的比例关系可由:Sr=20*log[sin(α/2)/cos(α/2)]推导可知,I/Q 调制方案采用两路反相信号对消的方式来抑制镜像杂散,对两路信号的相位和幅度一致性要求很高。由先前公式计算可知,两路信号的正交相位误差为1 度时,其镜像电平为-41dBc。目前的IQ 调制器件种类较多,通信频段的窄带调制器镜像杂散约为-40dBc,宽带微波IQ 调制器镜像杂散一般在-30 ~ -35dBc 之间。采用校准的方式可以矫正IQ 通道的不一致性,校准后IQ 调制器的镜像杂散能达到-40dBc 的水平。环境温度的变换对IQ 通道的不一致性会产生一定的影响,在不同的使用环境下一般需要重新校准。微波宽带IQ 调制器由于受到基带信号相对带宽较大的影响,其输出信号的平坦度较差,高于1GHz 带宽微波宽带IQ 调制器输出信号平坦度最差达5dB 以上,每次使用都需校准后才能得到较为平坦的宽带矢量信号。
 
IF 上变频方案的优点是产生的信号杂散低,平坦度更好。
        I/Q 调制器镜像杂散与相位失配的比例关系可由:Sr=20*log[sin(α/2)/cos(α/2)]推导可知,I/Q 调制方案采用两路反相信号对消的方式来抑制镜像杂散,对两路信号的相位和幅度一致性要求很高。由先前公式计算可知,两路信号的正交相位误差为1 度时,其镜像电平为-41dBc。
 
        目前的IQ 调制器件种类较多,通信频段的窄带调制器镜像杂散约为-40dBc,宽带微波IQ 调制器镜像杂散一般在-30 ~ -35dBc 之间。采用校准的方式可以矫正IQ 通道的不一致性,校准后IQ 调制器的镜像杂散能达到-40dBc 的水平。环境温度的变换对IQ 通道的不一致性会产生一定的影响,在不同的使用环境下一般需要重新校准。微波宽带IQ 调制器由于受到基带盛铂科技的FFC1000 系列采用IF 直接多级变频技术,DAC 产生的中频信号直接进入上变频器,在宽带应用场合,上变频器一般采用双平衡混频器实现,双平衡混频器输出信号的频谱包含上下两个边带,混频器输出的信号通过带通滤波器滤除无用的边带信号和本振泄露信号后,得到所需的矢量信号,上变频的过程就是对IF 信号在频率轴进行整体频谱搬移的过程。IF 上变频方案利用带通滤波器的带外抑制来消除变频镜像杂散,通过合理的选择IF 信号频率和带通滤波器的相关参数,可以使本振泄露杂散和镜像杂散低-50dBc。
 
灵活的系统应用方案
        FFC1000 系列可以非常便捷与盛铂科技SCRP 系列信号采集、存储及回放系统构建成宽带矢量信号的生产和分析系统,同样FFC1000 系统也可以与市场其它主流品牌的任意波形发生器、示波器或频谱分析仪完美兼容并构建成类似系统。以FFC1000 为核心的宽带矢量信号的生成和分析系统主要有三种不同的工作模式:
- 单/ 双通道宽带矢量信号生成模式
- 单/ 双通道宽带矢量信号分析模式
- 宽带矢量信号生成和分析同时运行模式
 
双通道宽带矢量信号生成方案
        高性能SCRP 可以轻松产生各种样式的IF 信号,因此与SCRP 配套的FFC1000 系列上变频器主要采用IF 上变频方案产生宽带矢量信号,能够产生高达2GHz瞬时带宽、40GHz 载频的高质量宽带矢量信号.
 
        如图所示,SCRP 产生一个频率较高的中频信号,输入到FFC1000 系列上变频器的中频输出接口,FFC1000 内部经过多级变频实现0.8 ~ 40GHz 宽频带覆盖。FFC1000 内部集成了宽带低相位噪声微波本振源,用户还可以选择外置本振源的方式工作。
双通道宽带矢量信号分析方案
 
        盛铂科技SCRP 系列信号采集、存储及回放系统以及市场主流品牌高速数字示波器或频谱分析仪可以满足宽带矢量信号分析的要求,由于示波器等设备中ADC 的时钟频率较高,因此宽带矢量信号分析系统采用IF 采样数字解调方案作为其主要工作模式。FFC1000 系列将高达20GHz 的载波信号变频到5GHz以下,并进行必要的幅度调整后输入高速数字示波器等设备进行信号存储、分析甚至回放。
 
多样化产品选择
        盛铂科技FFC1000 系列产品家族通过精准的定位和细分的应用提供众多型号选择,以及丰富选件配置,满足用户的不同应用需求,最大程度上降低客户成本,保证投资最大化利用。

 

2017-02-11