邁向4G時(shí)代的射頻測(cè)量技術(shù)探析

由于移動(dòng)性和成本的優(yōu)勢(shì)，無(wú)線通信領(lǐng)域的新用戶和新服務(wù)不斷增多，市場(chǎng)對(duì)于無(wú)線通信技術(shù)的需求也持續(xù)升溫。不斷發(fā)展的射頻技術(shù)會(huì)催生出更加尖端的測(cè)量?jī)x器。在3G熱火朝天、4G初露端倪的時(shí)代，射頻測(cè)量儀器有哪些技術(shù)瓶頸?又有哪些創(chuàng)新技術(shù)呢?

描畫4G ：

究竟什么是4G? 人們沒有明確定義。第四代移動(dòng)通信技術(shù)論壇(4GMF)主席盧偉介紹， 4G首先要把無(wú)線的結(jié)構(gòu)開放。只要滿足接口，手機(jī)也可以DIY。其次，4G概念超越了傳統(tǒng)的電信領(lǐng)域，不僅僅局限于GSM或CDMA。

射頻測(cè)量挑戰(zhàn)及創(chuàng)新技術(shù)面面觀：

多網(wǎng)合一以及開放平臺(tái)使得邁向4G速度、帶寬、工藝等諸多挑戰(zhàn)：

射頻信號(hào)源——所有射頻信號(hào)源都能產(chǎn)生連續(xù)(CW)射頻正弦波信號(hào)。模擬射頻信號(hào)發(fā)生器，顧名思義，可以產(chǎn)生模擬調(diào)制射頻信號(hào)。矢量信號(hào)發(fā)生器則可產(chǎn)生模擬或數(shù)字調(diào)制信號(hào)。

射頻矢量信號(hào)發(fā)生器的關(guān)鍵是任意波形發(fā)生器(ARB)。ARB是由調(diào)制帶寬和有效存儲(chǔ)容量決定的，可以產(chǎn)生無(wú)線蜂窩標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議以及無(wú)線互連標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議所需的波形。

最新的寬帶、高速數(shù)據(jù)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)帶寬在20MHZ以上。這需要信號(hào)源能夠產(chǎn)生寬帶、高數(shù)據(jù)處理速率的信號(hào)。Keithley最新的2920矢量信號(hào)發(fā)生器，最高支持4GHZ或6GHZ的頻率，最低可產(chǎn)生10MHZ頻率的信號(hào)。波形存儲(chǔ)器深度高達(dá)100M次采樣，帶寬為80MHZ的可選任意波形發(fā)生器，能夠滿足對(duì)各種商用通信信號(hào)的測(cè)試需求。

據(jù)Keithley中國(guó)射頻儀器應(yīng)用顧問張毓華介紹：對(duì)于TD-SCDMA，吉時(shí)利正在和很多廠商圍繞手機(jī)的矯正公位進(jìn)行合作。

射頻功率計(jì)——功率計(jì)是用來(lái)測(cè)量射頻功率最準(zhǔn)確的儀器。功率計(jì)實(shí)際上是數(shù)字福特計(jì)的基礎(chǔ)上加RF-DC傳感器設(shè)計(jì)而成的。

功率計(jì)的局限在于幅值測(cè)量范圍。頻率范圍是與測(cè)量量程之間是折衷的。

傳感器及其配置決定了功率計(jì)的頻率范圍、功率量程，以及是否能夠測(cè)量平均功率和峰值功率。安捷倫功率傳感器有三種系列-8480系列傳感器、E系列峰值和平均值傳感器和P系列寬帶傳感器。其中，8480系列包括二極管和熱電偶傳感器;E系列為具有寬動(dòng)態(tài)范圍的二極管傳感器。P系列功率傳感器可提供高達(dá)40 GHz的測(cè)量頻率范圍。

射頻頻譜或射頻信號(hào)分析儀——射頻分析儀 ，如頻譜分析儀，是將信號(hào)進(jìn)行下變頻為某一頻率，在該頻率利用中頻到低頻的電子電路就可以對(duì)功率波形進(jìn)行檢測(cè)或采樣。

矢量信號(hào)分析儀性能的關(guān)鍵在于測(cè)量帶寬。信號(hào)捕捉帶寬越大，在一定時(shí)間內(nèi)能夠捕捉到的信號(hào)頻譜就越多，如果必須對(duì)很大以部分信號(hào)頻譜進(jìn)行寄生分量分析，那么采用較大的信號(hào)捕捉帶寬并結(jié)合數(shù)字處理技術(shù)，就可以大大縮短頻譜掃描的時(shí)間。

泰克最新RSA6100A系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀，是第一個(gè)同時(shí)提供了110 MHz實(shí)時(shí)帶寬和73 dB無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍的RF分析儀，它實(shí)現(xiàn)了高捕獲帶寬，而又不會(huì)降低動(dòng)態(tài)范圍。與速度最快的掃頻分析儀和VSA相比，其頻譜測(cè)量速率提高了近1000倍。

網(wǎng)絡(luò)分析儀——網(wǎng)絡(luò)分析儀是測(cè)量器件或網(wǎng)絡(luò)反射特性和傳輸特性的一種儀器。

隨著射頻技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于射頻測(cè)量提出更快速度，更高精度的要求。只有這樣研發(fā)工程師才可以更快速地解決設(shè)計(jì)問題、減少重復(fù)操作，生產(chǎn)工程師同時(shí)也可以提高吞吐率和產(chǎn)量、降低測(cè)試成本。

安捷倫新型網(wǎng)絡(luò)分析儀N5242A PNA-X，可測(cè)試10 MHz至26.5 GHz元器件。把速度和精度完美結(jié)合起來(lái)。它是用戶可配置的，所以有空前的靈活性。

結(jié)語(yǔ)：

吉時(shí)利于近日發(fā)布了其4*4 MIMO射頻測(cè)試系統(tǒng)，稱可用于下一代射頻通信設(shè)備與器件的研發(fā)與測(cè)試。相信隨著射頻測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，在汽車、娛樂產(chǎn)品以及生活的方方面面，我們都可以享受到射頻技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的微妙體驗(yàn)。