返回 X-微波

在之前的博客文章中，我使用了X-Microwave RF原型硬件來(lái)構(gòu)建8元素陣列。我們希望使用相同的模塊，但以不同的方式配置它們來(lái)構(gòu)建 Phaser 的原型。希望非常接近最終解決方案的工作原型能夠節(jié)省我們修改最終生產(chǎn)板的時(shí)間和金錢(qián)。

所有X-Microwave 模塊都可以簡(jiǎn)單地?cái)嚅_(kāi)螺栓并在我們的新設(shè)置中重復(fù)使用。重新排列這些塊，并進(jìn)一步升級(jí)一些硬件，得到這個(gè)：

對(duì)于那些喜歡看框圖的人來(lái)說(shuō)，這是看起來(lái)像的：

這是后來(lái)成為相位器的模型。它只是一個(gè)4個(gè)接收元件陣列，但它增加了一個(gè)發(fā)射路徑和一個(gè)可編程斜坡線性調(diào)頻發(fā)生器。發(fā)射和線性調(diào)頻發(fā)生器允許相位器執(zhí)行FMCW雷達(dá) - 我們將在以后的博客中介紹！

我是否更改了軟件？不！我的意思不是真的。我們將ADF4159添加到設(shè)備樹(shù)中（這是一個(gè)配置文件，告訴Linux系統(tǒng)連接到它的硬件）。然后指示程序使用ADF4159驅(qū)動(dòng)程序，而不是以前使用的ADF5356。但由于IIO生態(tài)系統(tǒng)，這些都很容易完成。因此，我們?cè)俅问褂靡环N新的相控陣原型設(shè)計(jì)。但現(xiàn)在是時(shí)候優(yōu)化性能了，這意味著更多的變化！

移相器的性能目標(biāo)

到目前為止，我們還沒(méi)有真正考慮系統(tǒng)的整體性能。對(duì)于簡(jiǎn)單的天線波束控制演示來(lái)說(shuō)，它運(yùn)行良好。但是雷達(dá)的要求更高，我們希望能夠提供50 dBc量級(jí)的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）。這意味著我們不希望信號(hào)的50 dB以內(nèi)出現(xiàn)任何其他音調(diào)。50 dB 是 100，000 倍的功率增益。因此，任何不需要的音調(diào)都需要做得非常小！

頻率規(guī)劃

在任何RF設(shè)計(jì)中，都會(huì)有很多東西會(huì)給你不需要的信號(hào)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主信號(hào)的1/100，000，主要是混頻器雜散、RF泄漏和元件非線性。我們有一些！以下是我們當(dāng)前設(shè)計(jì)的信號(hào)頻譜：

我們唯一想要的信號(hào)是綠色的信號(hào)。但是我們也得到了所有其他的馬刺...我們需要衰減它們，直到它們比 50 GHz 的音調(diào)低 10 dB。您始終可以過(guò)濾以獲得所需的信號(hào)。但這只有在您想要的信號(hào)和不想要的信號(hào)之間有足夠的分離時(shí)才有效。我們沒(méi)有那個(gè)空間。因此，第一步是創(chuàng)建一個(gè)頻率計(jì)劃，將這些不需要的信號(hào)推離我們想要的信號(hào)。

這些不需要的信號(hào)落在可預(yù)測(cè)的地方，但有很多。它們隨著輸入、輸出和混頻器LO頻率的每種組合而移動(dòng)。我遵循了這里的設(shè)計(jì)建議，并制定了一個(gè)頻率計(jì)劃，包括：

射頻輸出：10 GHz

LO 頻率： 12.2 GHz

中頻頻率：2.2千兆赫

現(xiàn)在我有了這個(gè)：

馬刺的數(shù)量并沒(méi)有減少太多，但現(xiàn)在所有的馬刺都離我感興趣的信號(hào)足夠遠(yuǎn)，我可以使用低成本的濾波器來(lái)衰減它們。

濾波

我們必須在整個(gè)發(fā)射和接收鏈的關(guān)鍵位置選擇并放置濾波器。這是使用X-Microwave 原型系統(tǒng)的另一個(gè)重要原因。使用它，我們可以輕松地嘗試各種濾波器，在信號(hào)路徑中移動(dòng)它們，測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行更改。普通的射頻電路板不允許你如此靈活！訂購(gòu)了一些過(guò)濾器，我們用螺栓固定它們，測(cè)試并重復(fù)。經(jīng)過(guò)一個(gè)下午的測(cè)量，我們得出了一個(gè)濾波組合，得出如下：

因此，主音比任何其他音調(diào)高出 50 dB（幾乎 60 dB）以上！這就是我們用于相位器的頻率規(guī)劃和濾波方案。

結(jié)論

我們現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)了 100 多個(gè)相位器套件。他們都使用這個(gè)原型設(shè)計(jì)之旅中的IIO軟件和硬件設(shè)計(jì)結(jié)果。

審核編輯：郭婷