多功能：困境抑或現(xiàn)實(shí)？下一代航空航天通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、多功能：困境抑或現(xiàn)實(shí)？下一代航空航天通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然在實(shí)際應(yīng)用中，上述架構(gòu)可能需要額外的濾波和增益級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)規(guī)格要求，但底層器件的靈便性支持實(shí)現(xiàn)帶寬十分寬的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)。此外，可配置的數(shù)字信號(hào)處理功能支持信號(hào)鏈在需要時(shí)執(zhí)行更多窄帶功能。更妙的是，系統(tǒng)還能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地變更工作模式，從而有望與下游的其他數(shù)字信號(hào)處理一起支持更多功能。圖中所示信號(hào)鏈的前兩級(jí)低噪聲 (lna) 和混頻器系采納gaas技術(shù)實(shí)現(xiàn)。雖然寬帶sige混頻器已取得長(zhǎng)進(jìn)，但前端器件最好還是用法gaas和gan器件。兩種狀況下，hmc1049和hmc1048都能提供十分寬范圍的性能和精彩的ip3，支持窄帶和寬帶操作。這些器件解釋，工

2、藝長(zhǎng)進(jìn)使得單個(gè)器件就能滿足多種規(guī)格要求，而無(wú)需附加數(shù)字功能。數(shù)字功能嵌入射頻器件的益處可以在信號(hào)鏈的其他元件中看到。新型pll adf5355集成vco，支持54 mhz至13.6 ghz的射頻輸出，并提供寬范圍的合成器頻率以供用法。該器件基于sige工藝，采納四個(gè)自立集成的vco內(nèi)核，能夠支持豐盛多樣的操作。每個(gè)內(nèi)核用法256個(gè)交疊頻段，使得器件能夠籠罩很寬的頻率范圍而無(wú)需很高的vco敏捷度，相位噪聲和雜散性能亦不受影響。器件內(nèi)部集成的數(shù)字校準(zhǔn)規(guī)律自動(dòng)挑選正確的vco和頻段。該器件使得信號(hào)鏈既能支持54 mhz至13.6 ghz的射頻掃描，也能視需要支持固定頻率。同時(shí)，信號(hào)鏈還能維持更多窄帶

3、系統(tǒng)操作所需的高性能水平，1 mhz偏移時(shí)的典型相位噪聲為138 dbc/hz。ada4961 adc驅(qū)動(dòng)器提供寬帶性能和精彩的線性度。利用spi和數(shù)字控制，它在500 mhz時(shí)實(shí)現(xiàn)了90 dbc的imd3性能，1.5 ghz時(shí)為87 dbc。器件集成數(shù)字控制，支持增益控制和迅速啟動(dòng)選項(xiàng)，使得器件可以按照需要舉行配置，最佳地發(fā)揮系統(tǒng)性能。迅速啟動(dòng)還能提高系統(tǒng)的靈便性，由于當(dāng)fa引腳被驅(qū)動(dòng)時(shí)（通常由adc的超范圍檢測(cè)輸出驅(qū)動(dòng)），它能快速降低增益，使得adc不會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)。信號(hào)鏈中的最后一個(gè)器件是ad9680，它是最新高速轉(zhuǎn)換器之一。該器件基于65 nm cmos工藝，在14位辨別率時(shí)支持高達(dá)1

4、 gsps的采樣速率。用法更高采樣速率和gsps轉(zhuǎn)換器的帶寬時(shí)，ad9680有能力以超過(guò)1 ghz的頻率對(duì)中頻信號(hào)舉行欠采樣。這與將系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)移近天線并提高系統(tǒng)靈便性的持續(xù)趨勢(shì)是全都的。該器件不僅提供業(yè)界率先的sfdr和snr性能，而且集成了數(shù)字下變頻 (ddc) 信號(hào)處理，輸出帶寬可定制。ad9680 adc具有數(shù)字信號(hào)處理配置能力，既支持寬帶監(jiān)控，又支持窄帶功能。當(dāng)禁用并旁路集成的ddc時(shí)，它能支持500 mhz以上的瞬時(shí)監(jiān)控帶寬。用法ddc時(shí)，數(shù)字?jǐn)?shù)控振蕩器 (nco) 可設(shè)置為將窄帶中頻信號(hào)數(shù)字混頻至基帶，然后由可配置的抽取降低數(shù)據(jù)速率；當(dāng)器件以最大adc采樣速率工作時(shí)，輸出數(shù)據(jù)帶

5、寬可降低至60 mhz。數(shù)字信號(hào)處理不僅可充實(shí)較低帶寬下的系統(tǒng)snr，還能提供可配置寬帶和窄帶信號(hào)鏈所需的靈便性。雖然本例關(guān)注的是接收機(jī)路徑，但類似的器件和集成度也適用于放射機(jī)。新型集成高度可配置的插值濾波器和數(shù)字上變頻功能，可與類似以上所述的寬帶射頻和微波器件一起用法。上例解釋了新一代寬帶器件如何集成越來(lái)越多的數(shù)字信號(hào)處理和功能，以及這如何使將來(lái)系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)配置能力，從而以前所未有的性能水平支持多模式工作。這與窄帶和寬帶操作無(wú)法共存的觀點(diǎn)相沖突。應(yīng)該注重，以上容易的分析并未涉及某些濾波難題或功耗分析。這些因素可能會(huì)嚴(yán)峻影響實(shí)際的設(shè)計(jì)挑選和信號(hào)鏈架構(gòu)。然而，隨著更高性能寬帶器件的增多，以及信號(hào)處理能力的增加，將來(lái)高度可配置、具認(rèn)知能力且由軟件定義的系統(tǒng)看起來(lái)前景廣大。最后再舉一例以便更好地闡明觀點(diǎn)，ad9361等集成射頻ic器件實(shí)現(xiàn)的集成度幾乎達(dá)到極致，進(jìn)一步證實(shí)數(shù)字和模擬功能之間的界限