突破!新一代可重构超宽带矢量信号收发仪

射频百花潭 2022-11-15 20:00
伴随着现代通信与雷达技术的快速发展,高频率、超宽带系统正变成研究者们的重点。这些系统的研发验证需要兼具超宽带信号收发与实时分析处理能力的仪器。NI公司的第三代超宽带矢量信号收发仪VST3,具备仪器级测量精度、2GHz瞬时带宽、频率范围覆盖P~Ku波段。同时,VST3集⽮量信号发⽣器、⽮量信号分析仪、高速数据接⼝于一体,能够轻松将复杂电磁环境的分析能力从实验室桌面带到试验现场,还能把试验现场的复杂电磁环境搬回实验室进行逼真构设,是先进通信和雷达等应用研究的理想之选。





更宽的频率范围和瞬时带宽


VST3具备50MHz~23GHz的频率范围,2GHz的瞬时带宽,因此可以提供更大频率范围、更宽的信道实现信道绑定和载波聚合,从而实现更高的数据吞吐率;同时,超宽带技术也能够极大提升雷达性能,实现高分辨率成像、高精度实时定位、精准目标特性探测等。VST3结合立思方的弦丰®实时频谱分析软件(RTSA)还能够实现宽带实时频谱分析和流盘回放,将试验现场的复杂电磁环境“真实”地搬回实验室重现。


更准的信号收发


仪器级相位噪声、幅度精度和优良的带内平坦度使VST3提供更加准确超宽带矢量信号生成和接收能力;其高线性度和获得专利的IQ校准技术,使VST3能够通过高阶调制方案(如802.11ax 1024 QAM)实现低于-49 dB的误差向量幅度(EVM)性能,幅度精度达±0.4dB(典型值),相位噪声低至 -142 dBc/Hz(0.9GHz,100kHz偏移),能够更为精准地测量各种复杂波形的参数和特性,为复杂、精度要求高的复杂射频收发系统提供了更可靠的测量结果。


更好的同步相参性能


VST3体积紧凑,具备独立的射频输入/输出本振接口(LO),为包络跟踪和MIMO系统等应用提供亚纳秒级同步,轻松实现多台VST3的完全相参,能在一台单功能传统仪器的体积下实现4x4相参信号接收和发生,并能通过MXI技术进一步扩展系统通道规模。


更大容量的FPGA


VST3基于Xilinx Kintex UltraScale KU085构建,具有大规模板载FPGA,在满足更高的射频性能同时也具备更多的FPGA处理资源,支持VIVADO和 LabVIEW FPGA联合开发,提供超高吞吐量数字信号处理(DSP)和硬化IP核。研究者能针对特定应用功能的开发测试来自定义FPGA,从而构建灵活的、复杂的、闭环仿真的算法原型验证系统。


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精彩内容预览:

VST3产品介绍

雷达信号源+实时截获分析系统功能演示

雷达仿真系统功能演示

雷达侦察干扰系统功能演示

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应用案例


雷达信号生成系统


VST3结合立思方自研的弦丰®雷达信号生成软件,可轻松构建出超宽带复杂雷达信号生成系统。该系统覆盖P~Ku波段频率范围,在2GHz的瞬时带宽下同时具备低相噪、优良的带内平坦度、和优异的谐波/杂散抑制性能,可以生成更精准的雷达信号,为雷达系统的研发、测试、日常维护以及故障检修等应用提供了有力的技术支撑。


关键指标:

  • 相位噪声:-142dBc/Hz(0.9GHz,100kHz偏移)

  • 带内平坦度:±0.45dB(2GHz BW)

  • 三阶互调(15dBm输出):

    -45dBc@6GHz、-42dBc@12GHz、 -40dBc@25GHz

  • 谐波失真(0dBm输出):-40dBc


具体波形生成功能如下:

雷达信号生成

频率调制

连续波信号:线性调频、非线性调频、步进频、频移键控

脉冲信号:线性调频、非线性调频、步进频、频移键控

相位调制

相位码(P1/P2/P3/P4、Zadoff-Chu)、巴克码、弗兰克多相码

跳频编码

适用于所有脉冲连续波

自定义类型

支持文件导入、MathScript导入、MATLAB导入

重频模式

突发、滑变、步进、参差

天线方向图波束类型

高斯函数、辛格函数、余弦函数

支持脉冲序列功能

可自定义波形类型的组合、可自定义增加/删除指定波形类型、可自定义指定波形的重复次数、可自定义指定波形的重频模式

同时,该系统基于PXIe总线的高集成度平台,可以模块化构建多通道系统,从而可以支持多辐射源和多通道相参信号的复杂电磁环境构建,适用于各种体制、各种类型和各种场景的雷达测试与原型验证。


实时频谱分析系统


VST3结合立思方高性能GPU协处理器IC2123和弦丰®实时频谱分析(RTSA)软件能够立即变身为超宽带实时频谱分析系统。该系统具备仪器级测量精度,具有标准的频谱分析仪功能,使VST3实现实时频谱分析的功能。


功能包括:
  • 高达1GHz的实时频谱分析带宽和2GHz脉冲分析带宽
  • 2GHz带宽雷达信号流盘回放
  • 卓越的射频性能,相位噪声可达 -142 dBc/Hz(0.9GHz,100kHz偏移),可实现更出色的 EVM 测量
  • 以100%截获概率(POI)侦测到持续时间短至306.4ns的瞬变信号
  • 提供频率模板触发(FMT)技术来识别和记录瞬时或间歇性信号
  • 支持分析脉冲的中心频率、上升沿、下降沿、脉宽、功率、过冲、欠冲等信息




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