隨著射頻元器件和子系統以及高密度數字信號處理電子器件的快速發展,多輸入多輸出(MIMO)技術正引起廣泛關注,因為該技術可通過多路復用來提高數據速率,或通過空間分集使系統性能至少提高一個數量級。鑒于相控陣雷達、波束賦形和測向系統等各種電子戰和雷達應用正在廣泛采用MIMO系統,而應用此類MIMO系統必須克服與信道間相位和幅度同步等相關的關鍵技術難題,才能一致地接收和處理每個輸入/輸出采集或生成的數據。
每個通道的精確相位和振幅同步對多通道相位相干系統的測試和驗證提出了嚴峻的挑戰。為了高效地測試這些系統,測試和測量設備必須提供同等或更高的信號相干精度,并能夠對相位、時間、頻率和幅度進行完全控制。
本文將概述測試多通道相位相干測量和生成系統的挑戰和要求,并介紹這些要求如何體現在測試儀器設計規范中。另外,本文還將介紹使用商用軟件定義的模塊化儀器來開發多通道相位相干測試系統的操作步驟,以及實時校準的詳細過程,以實現相位和幅度的精細對準。最后,本文介紹了一個下一代多通道相位相干測試系統示例,包括驗證系統是否滿足要求的測試。
相位一致性這一屬性適用于兩個或更多數量的信號,是指在肉眼可辯的時間內信號之間的相對相位保持恒定。圖1顯示了具有相同頻率的兩個通道的相位一致性概念圖。圖2顯示了兩個不同頻率的通道的相位一致性,其中信號在每N個周期內具有指定的相位關系。在實現相位相干之后,可以使用相位對準方法來補償相干信號之間的恒定相位差。