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集成的R​​F采样收发器可实现快速跳频,多频段和多模操作

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发表于 2019-3-18 23:04:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
最新的直接射频(RF)采样收发器 - 包括分别支持四个和两个天线通道的Texas Instruments AFE7444AFE7422设备 - 提供了许多强大的功能,可实现多频段和多模操作等先进系统功能,以及频率转换和快速跳频。这些功能在诸如多功能阵列之类的系统概念中变得越来越流行,其中大型相控阵天线的不同子阵列可配置为根据情况或任务需要执行多种功能; 这些包括雷达,通信或电子战(EW)功能,如图1所示。


图1

多功能相控阵系统



此外,这些系统经常需要实现快速跳频以通过重复或任意序列来调整其工作频率,如图2所示。这样做是为了避免干扰,防止信号检测或实现改变签名的欺骗技术。反射雷达信号。


图2
跨多个奈奎斯特区域的频率捷变操作



为了进一步探索这些功能,我们首先来看一下集成RF采样收发器的功能模块,如图3所示。


图3
AFE7444 / AFE7422射频采样收发器的功能模块



结合使用时,这些功能块可通过以下方式提供增强功能:

  • 可在几MHz至6 GHz的非常宽的RF频率范围内工作,处理高达1.5 GHz的非常宽的瞬时带宽。


  • 数字信号处理模块能够聚合和分解多个子带或波形,每个子带或波形可以作为接收和发送侧的单独数字数据流进行处理。

多频带或多模信号处理
现在让我们考虑处理多频带或多模信号的用例,利用宽带采样和合成以及数字处理功能,如图4所示。


图4

使用AFE7422和AFE7444进行多频带发送和接收配置



该设置生成具有三个不同子带的多频带信号,跨越2.75GHz的总带宽。接收器在多个奈奎斯特区域对整个频带进行采样,然后将采样数据馈送到具有多个并行级的数字下变频模块,选择各个子频带并通过单个数控振荡器(NCO)将其转换为基带信号混频器。应用抽取然后根据单个信号的带宽降低输出速率并抑制带外损伤。
相反,在发送侧,可以将各个数字输入流提供给多个并行上变频级,将基带信号上变频到它们各自的目标频率。然后将数据上采样到RF数模转换器(DAC)采样速率,并且在最后阶段由RF DAC合成范围从700MHz到3.45GHz的组合宽带信号。
频率转换和跳频
您可以通过选择一个单独的频段扩展前一种情况,使用内部数字环回,然后在重新传输信号之前对所选子频段应用频移,如图5所示。


图5

使用AFE7444 / AFE7422进行频率转换或跳频



该设置捕获如前所述的多频带信号。数字下变频模块选择一个单独的子频带,将其转换为基带信号,并将其传递给数字滤波器,从而清除带内损伤,如谐波或混频产品。芯片内的数字环回路径允许直接将数字接收器的数字输出数据馈送到发送器路径,而不必离开芯片,并且不必连接任何额外的处理设备。
只需将滤波后的信号上变频回原来接收的频率,您就可以构建一个片上数字中继器。为了实现跳频发射机,将发射部分的NCO编程为所需的新频率并重新发射频移信号。这在图5的频谱分析仪图中的黄色迹线中进行了说明,将其与最初接收的多频谱(绿色迹线)进行比较。


图6

示波器上的频率转换



现在我已经说明了基本概念,可以使用类似的方法来支持其他用例,包括:

  • 多频段变频。由于存在多个并行数字下行和上行转换器模块,您可以接收多频带​​信号并将其分解为单个子带,然后对每个子带应用单独的频移,在芯片内部环回并重新发送每个子带。一个新的频率位置。


  • 快速跳频。由于可以在几微秒的时间尺度上重新编程NCO频率更新,或者以乒乓方式交替每个信号路径上可用的多个NCO,因此也可以接收和发送频率捷变信号,这些信号遵循重复或任意序列。两个频率之间的转换如图6所示。


  • 斜坡生成/直接数字合成模式。每个发射器的内置正弦波音调发生器可以生成雷达系统中经常使用的频率斜坡和频率调制连续波形(FMCW)。


  • 同时进行宽带扫描和窄带观察。由于每个接收器前端采样级可以连接到多个数字处理级,因此可以选择为宽带模式配置一个接收路径,输出完整的奈奎斯特频带采样数据,并观察高达1.5 GHz的瞬时带宽以扫描存在任何信号。同时,您可以为窄带抽取模式配置第二条路径,以放大并精确分析在宽带模式下检测到的任何信号。



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发表于 2019-3-25 12:19:31 | 显示全部楼层
不错的东西,谢谢
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发表于 2019-8-20 13:07:02 | 显示全部楼层
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