在大型數(shù)字波束合成天線中，人們非常希望通過組合來自分布式波形發(fā)生器和接收器的信號這一波束合成過程改善動態(tài)范圍。如果關聯(lián)誤差項不相關，則可以在噪聲和雜散性能方面使動態(tài)范圍提升10logN。這里的N是波形發(fā)生器或接收器通道的數(shù)量。噪聲在本質(zhì)上是一個非常隨機的過程，因此非常適合跟蹤相關和不相關的噪聲源。然而，雜散信號的存在增加了強制雜散去相關的難度。因此，可以強制雜散信號去相關的任何設計方法對相控陣系統(tǒng)架構都是有價值的。
? ? ? ?在本文中，我們將回顧以前發(fā)布的技術，這些技術通過偏移LO頻率并以數(shù)字方式補償此偏移，強制雜散信號去相關。然后，我們將展示ADI公司的最新收發(fā)器產(chǎn)品，?ADRV9009，說明其集成的特性如何實現(xiàn)這一功能。然后，我們以測量數(shù)據(jù)結束全文，證明這種技術的效果。

已知雜散去相關方法

在相控陣中，用于強制雜散去相關的各種方法問世已有些時日。已知的第一份文獻1可以追溯到2002年，該文描述了用于確保接收器雜散不相關的一種通用方法。在這種方法中，先以已知方式，，修改從接收器到接收器的信號。然后，接收器的非線性分量使信號失真。在接收器輸出端，將剛才在接收器中引入的修改反轉。目標信號變得相干或相關，但不會恢復失真項。在測試中實現(xiàn)的修改方法是將每個本振(LO)頻率合成器設置為不同的頻率，然后在數(shù)字處理過程中以數(shù)字方式調(diào)諧數(shù)控振蕩器(NCO)，以校正修改。

圖1所示為ADI公司收發(fā)器ADRV9009的功能框圖。

圖1. ADRV9009功能框圖。 每個波形發(fā)生器或接收器都是用直接變頻架構實現(xiàn)的。Daniel Rabinkin的文章《前端非線性失真與陣列波形合成》詳細地討論 了各種直接變頻架構。4?LO頻率可以獨立編程到各IC上。數(shù)字處理部分包括數(shù)字上/下變頻，其NCO也可跨IC獨立編程。Peter Delos的文章《寬帶射頻接收器架構的選項》對數(shù)字下變頻進行了進一步的描述。
? ? ? ?接下來，我們將展示一種方法，可以用于在多個收發(fā)器上強制雜散去相關。首先，通過編程板載鎖相環(huán)(PLL)偏移LO的頻率。然后，設置NCO的頻率，以數(shù)字化補償施加的LO頻率偏移。通過調(diào)整收發(fā)器IC內(nèi)部的兩個特性，進出收發(fā)器的數(shù)字數(shù)據(jù)不必在頻率上偏移，整個頻率轉換和寄生去相關功能都內(nèi)置在收發(fā)器IC中。
? ? ? ?圖2所示為具有代表性的波形發(fā)生器陣列功能框圖。我們將詳細描述波形發(fā)生器的方法，展示波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)，但該方法同樣適用于任何接收器陣列。

圖2. 通過編程波形發(fā)生器陣列的LO和NCO頻率，強制雜散去相關。 為了從頻率角度說明概念，圖3展示了一個帶有來自直接變頻架構的兩個發(fā)送信號的示例。在這些示例中，射頻位于LO的高端。在直接變頻架構中，鏡像頻率和三次諧波出現(xiàn)在LO的相對側，并顯示在LO頻率下方。當將不同通道的LO頻率設置為相同的頻率時，雜散頻率也處于相同的頻率，如圖3a所示。圖3b所示為LO2的設置頻率高于LO1的情況。數(shù)字NCO同等地偏移，使RF信號實現(xiàn)相干增益。鏡像和三次諧波失真積處于不同的頻率，因此不相關。圖3c所示為與圖3b相同的配置，只是RF載波添加了調(diào)制。