随着无线通信和雷达等应用技术的不断演进,要求使用MIMO、波束成形、多路复用等复杂的调制方案实现更高的频率覆盖,以最大程度地提高数据吞吐量。而测试这些应用需要用到信号发生器(VSG),以便在使用更大的带宽时能够保持出色的调制质量。同时,为了实现更高的频率、更大的带宽和更复杂的调制方案,网络和设计工程师通常还需要更多的工作台空间来安装额外的测试设备和夹具。
为了应对复杂信号测试需求,是德科技(Keysight)曾在2022年4月推出了旗舰级的M9484C VXG微波矢量信号发生器,其频率高达54GHz,并具有高达5GHz的射频(RF)带宽和出色的频谱纯度。配合V3080A矢量信号发生器频率扩展器使用时,可将频率范围从9KHz-54GHz扩展到高达110GHz,从而满足日新月异的标准所提出的严苛需求。
中端矢量信号发生器方面,最具知名度的则是N5182B Vector MXG系列,160MHz带宽、最大频段6GHz的配置在面对GSM、WCDMA以及其它一些传统应用时依旧游刃有余,完全可以满足用户的要求。
但在是德科技大中华区射频微波产品市场经理刘斌看来,5G/5.5G/6G蜂窝技术,以及Wi-Fi 6/Wi-Fi 7等新技术和应用的出现,对带宽和调制方式提出了更高要求,传统仪表是无法满足的,但使用更高性能的仪器又有点“杀鸡用牛刀”的意味。于是,全新四通道矢量信号发生器N5186A MXG面世了。
紧凑的设计,节省75%信号空间
N5186A MXG矢量信号发生器在一个2U高度的机箱内集成了四通道信号输出,而以往这是需要四台射频信号源才能产生的信号,并且其在一个机箱里边可以提供多个通道信号的产生和输出,节省了整个信号产生所需的空间。
是德科技大中华区无线市场经理白瑛表示,N5186A MXG矢量信号发生器的出现不仅仅是为了满足Wi-Fi或者5G应用的信号测试需求,“从我们的观察来看,无线通讯和蜂窝通讯领域都在逐渐突破6GHz频段,向7GHz频段迈进,比如Wi-Fi 7就扩展到了7.2GHz以上。所以我们也是借鉴了VXG的一些核心技术和专利创新,采用了基于DDS技术的DAC设计,希望能够满足市场上一系列新兴的测试需求。”
N5186A MXG矢量信号发生器还集成了宽带信号生成功能,每通道可生成高达960MHz调制带宽的信号,每台仪器在出厂时针对每一路频点和所有衰减器状态的幅度和相位提供出厂校准。尤其值得一提的是,凭借四通道宽带信号的产生,这款矢量信号发生器可进一步实现信号聚合功能,产生一个带内或者带外高达3.84GHz的信号,这对模拟复杂电子环境和场景非常有用。
此外,N5186A MXG矢量信号发生器的用户界面更加现代化且直观,例如全新的PathWave图形化用户界面,便于用户设置和无缝化切换信号;每个通道采用新的光环照明指示,避免了拥挤的界面环境中的误操作;与N5182B MXG 矢量信号发生器相比,触控显示屏尺寸增大20%、分辨率更高;旋钮更平滑、操作更舒适,更符合人体工程学设计。
首个集成了反射计的矢量信号发生器
N5186A MXG矢量信号发生器是首个集成了反射计的矢量信号发生器。刘斌解释说,在以往的测试中,信号发生器与用户的待测件相连接时,由于待测设备可能有不同的阻抗,就会产生不同的失配,造成测试误差。如今通过内置反射计,对到达用户待测件的信号进行校准,就可以提高信号质量。目前,反射计可提供两种校准方式:一是针对待测件的实际负载来直接进行校准;二是通过添加一个标准的50欧姆匹配负载来进行逐点的校准。
过去,当测试工程师在测量前往往要对待测件进行匹配校准,通常要用到高性能的网络分析仪,进而对整个网络连接进行逐点的测试,以及参数的调整等,同时可能还需要隔离器进行适配的连接。但这种操作无疑会带来功率的损耗,这对于到达待测件的信号产生的实际影响会比较大。最关键的是这种校准方式非常耗时,因为在测试过程中需要对每一路的频点、逐个衰减器的状态进行校准,通常要耗费几个小时,甚至可能更长的时间。
N5186A MXG矢量信号发生器通过内置反射计,可以进行一键式操作,在几分钟内完成信号的匹配校准,同时具有非常精准的信号质量。进而大幅缩短仪器设置的时间,提高整个测试的效率。
在软件方面,N5186A MXG矢量信号发生器融合了PathWave Signal Generation软件,用户可以非常直观地选择其所需信号的制式和设置的参数,快速完成整个信号产生的过程。同时客户也可以根据自身需要很方便地进行信号切换。
最大限度提高测量完整性
作为信号产生的工具,其硬性指标是最关键,也是用户最为关心的。
传统来讲,信号源的结构是基带信号,通过模拟IQ调制器进行信号的调制,然后再进行上变频后实现信号输出。但在这个过程中,IQ调制器不可避免地会对整个信号造成影响,包括载波馈通、带内杂散与镜像信号,这都是传统模式中无法消除的影响。但N5186A MXG矢量信号发生器其全新的ASIC芯片采用了直接数字合成(DDS)技术,通过数字方式实现信号调制,进而克服了镜像、载波馈通等信号的干扰,大幅提升了信号的纯净度。
而在信号相噪方面,是德科技大中华区政府与服务市场经理李坚介绍称,如今许多进行半导体、DAC芯片设计的用户对相噪质量要求非常高,对于雷达产品来说,其性能以及分辨率受到相噪的干扰也非常大。因此,N5186A MXG矢量信号发生器传承了是德科技信号发生器一贯低相噪的特点,采用极低相位噪声设计,产生纯净信号,能够有效保障高分辨率雷达系统设计,提高新一代通信系统的吞吐量。
此外,考虑到目前许多新的调制方式对信号的误差矢量幅度(EVM)和邻道功率比(ACPR)要求非常高。与早期的N5182B MXG矢量信号发生器相比,新款N5186A MXG矢量信号发生器在误差矢量幅度(EVM)、邻道功率比(ACPR)和输出功率等方面的性能得到了大幅提高,这对于当前的通讯系统测试而言非常重要。