K波段直接数字化的高级宽带采样方案——扩展射频可能性的边界
在当今这个数字内容、互联网用户和物联网设备大爆炸的世界，人们对扩展通信网络能力的需求越来越高 。为了满足这种需要，TeLEDyne e2v一直探索数字微波采样的前沿技术，最近已在实验套件上成功验证 。它可支持K波段的直接数字下变频 。这是今年的早些时候在ESA MTT workshop提出的使用EV12DS480宽带DAC实现直接K波段综合的工作的后续进展，在技术论文和最近的网络研讨会上有进一步的描述 。
项目目的这个项目的目标是实现24GHz的模拟前端，支持微波K波段（即频率范围18到27GHz）信号能量的直接数字化 。目标的无杂散动态范围（SFDR）优于50 dBc 。
微波前端板（FEB）的开发和两个现有的GHz的高速器件相关，这两个器件由Teledyne Scientific和Teledyne e2v分别开发 。测试实验运行在高性能FEB上，整合了12位宽带数据转换器EV12AQ600和超高频双路追踪保持放大器（THA）RTH120 。
前者的采样率高达6.4 Gsps，全功率输入信号带宽高达 6.5 GHz 。而追踪保持器的带宽高达24 GHz，并且拥有 优异的线性度性能 。因此，通过应用奈奎斯特定理并选 择合适的采样频率，这套设备可直接从K波段下变频到 基带，从而使ADC直接采集有用的信号，无需额外的下变频电路 。这一方案的指导原则是用途广泛的软件定义微波接收器，它提高了射频系统设计的敏捷度，同时 简化了射频信号采集系统的设计，并潜在地降低了功耗 。另外，我们也希望通过这个项目，在未来确实降 低实际应用的功耗 。
文章插图
这篇文档描述了研究的状态和最新的发现，并提出了 需改进的部分 。
我们将进行的一系列测试的目的是找出当今K波段（18到 27GHz）直接下变频技术的不足 。从下列初始的无杂散 动态范围测试中可以发现三个问题：
●输入信号功率对THA性能的影响
●当工作在高奈奎斯特域时，低频校准对ADC交织性能的影响
●在高奈奎斯特域采样时，ADC内部积分非线性（INL)错误的影响
最后，Teledyne e2v希望这个项目得出的结论对下一代 K波段产品的设计有一些指导意义 。
项目开始 前端板（FEB）的基本框图如图1所示 。FEB被设计成 包含宽带ADC和用作输入级的THA 。仔细观察图2的 FEB，会发现它包含了一些额外的支持器件，包括一个功分器、一个移相器和一些巴伦 。板子还提供了两路独立的输入：一路绕过RTH120，优化第一和第二奈奎斯特域采样高达6GHz的性能（图中未画出）；另一路用于6 到24GHz的宽带操作 。在项目开始时，RTH120还是一 款正在经历优化的试生产产品 。这个实验系统初始的ADC默认配置如下：
● 输入带宽 (6.5 GHz)
●一通道模式，所有四个核心交织成最大采样率（例如 6.4Gsps）
●采样频率设置成5Gsps
●交织校准按照数据手册中标准默认的设置配置，在下文中都称之为CalSet0
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