765 MHz实时带宽PXI VSA的最高频率扩展至40 GHz

40 GHz Extension to 765 MHz Real-Time Bandwidth PXI VSA

National Instruments

毫米波频带的使用提供了更多可分配的带宽来提供更快速、更大量的数据，以及更高质量的多媒体内容。毫米波的其他优势包括更小尺寸的元件，特别是天线，以及更方便的频率复用。无线和微波世界正变得越来越以毫米波为中心。

最近的行业趋势亟需更高的信号分析能力、更宽的瞬时分析带宽、更高的频率和更低的成本。这些市场需求主要受到5G蜂窝、下一代Wi-Fi无线、毫米波回程、Ka频段卫星通信和物联网(IoT)等新应用领域的驱动。2012年，NI推出了NI PXIe-5668R这款26.5 GHz且具有高达765 MHz瞬时分析带宽的一流矢量信号分析仪(VSA)。为了满足市场的需求，NI的微波器件团队（前身为Phase Matrix公司）开发了PXI-1421，这是一款双插槽PXI的26.5〜40 GHz下变频转换器模块，将NI PXI-5668R的工作频率范围扩展至高达40 GHz。

PXI-1421具有集成的44 GHz低相位噪声本地振荡器(LO)（见图1），可将26.5和40 GHz之间的RF输入下变频至4 ~ 17.5 GHz的中频，如图2所示的硬件框图，图中使用了一个基于11 GHz VCO的基本锁相振荡器(PLO)，其中放大器和滤波器之后放置了一个低噪×4有源倍频器，以在最终频率下获得所需的输出功率。PLO所需的100 MHz参考源由NI PXIe-5668R提供。图中还使用了一个高线性度混频器和一个中等功率IF放大器来满足严格的杂散需求。下变频器的RF输入噪声系数小于12 dB，输入IP3高于+22 dBm。RF输入到IF输出的转换增益通常为1±2分贝（见图3）。IF信号输入到NI PXIe-5668R中。PXI-1421的残余杂散性能高于-80 dBm。

当与NI PXI-2799 DC耦合到40 GHz双SPDT开关、NI PXIe-5668R和PXI-1421时，用户可以在PXI系统中执行20Hz ~ 40 GHz范围内的所有信号分析。PXI-1421的固定高侧LO（位于频带外）和宽带混频器技术可保持NI PXI-5668R在40 GHz (-150 dBm/Hz)的本底噪声。系统的低本底噪声可允许直接在40 GHz下进行相位噪声测量。此外，下变频器架构可在40 GHz下实现765 MHz的瞬时分析带宽，这对于测量高带宽信号的相邻信道功率电平非常有用。

NI软件设计仪器家族的新成员NI PXIe-5668R包含了LabVIEW可编程Xilinx Kintex-7 FPGA，可允许用户通过添加触发或信号处理程序来自定义仪器的行为。借助NI PXI-7976R FlexRIO FPGA模块，用户可以通过配置仪器来实现高性能信号处理，如实时频谱分析和窄带信道化。图4显示了流水线式频率变换(PFT)的信道化。

PXI-1421将NI PXIe-5668R VSA的性能扩展到高达40 GHz，是许多应用的理想之选。出色的模拟性能、极高的带宽和灵活性相结合，赋予用户解决ACLR、雷达验证和频谱监测等高难度测量问题的能力。

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