如何实现经济高效地扩展5G毫米波段？

如今的高频信号标准使用的是比以往更高的频率和更宽的带宽，经过多年的研究和测试，5G无线网络正在世界各地进行部署。5G利用比以前使用的频带高得多的频段和毫米波频率，实现了高速、宽带宽、低时延和极高的容量。

然而，这些高频信号给移动运营商、射频设备供应商、研究人员和该领域的射频工程师带来了独特的挑战。部署和优化5G网络需要更广泛的测试以确保其性能，必须能够快速识别和解决射频干扰或其他干扰源，同时需要进行持续的远程监控和驾驶测试，以保持可靠连接。

然而，现有的设备大多是6GHz以下的设备，如何在已有设备的基础上，满足5G毫米波设计和开发的需求呢？虹科提出了经济高效的5G毫米波扩展方案，能够将现有的低于6GHz的设备经济地扩展到5G毫米波频段，并且能够做到在升级到5G毫米波的同时降低成本和所需时间，轻松地实现上下变频。

原理

虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器具有双电路拓扑结构，共用一个LO源，可以实现同时上下变频。首先输入一个高精度的OCXO，通过Clock network产生一个PLL所需要的一个参考源，然后参考源通过PLL系统产生所需要的本地振荡，本地振荡的控制范围在24-44GHz。输出后通过分离器，分为两路信号，实现同步输出，再将此信号和IF或者RF信号进行混频，通过频谱搬移即可实现从低频到高频或从高频到低频的变频，从而完成频率扩展。

虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器内部构造图

虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器上位机软件

一般存在两种情况，有些低频段设备，如信号发生器，需要扩展到高频段；还有一些设配无法测量毫米波信号。这两种情况都可以使用虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器进行变频。在上位机软件上输入现有频率和想要达到IF和RF就会自动计算LO，提供HSI和LSI。

频率可以通过LORF这两个不同的侧面进行转换，将射频转换为所需的中频频率。

从高频到低频（下变频）：

两种不同的下变频方式

从低频到高频（上变频）：

两种不同的上变频方式

解决方案

结合虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器、虹科实时频谱分析仪HK-R5550和一个射频信号源，使用虹科信号发生器HK-SG40000L产生一个28GHz的信号，通过上/下变频器的RF口输入，以两种不同的方式进行下变频，之后从IF口输出，从而完成从28GHz的下变频，输出信号可在虹科实时频谱仪上观测。

通过频谱仪上位机软件显示RF=28GHz的频率转换，来自信号发生器的射频信号通过两种不同的方式进行下变频。当LORF时，选择HSI=33GHz作为本振，得到IF=5GHz。

从高频到低频（下变频）：

• IF: 0.01-14GHz
• RF：24-44GHz
• LO调整范围: 24-44GHz
• 转换损耗: 12dB(typ)
• 内置本振信号源LO
• 可选择单通道或双通道
• 是5G通信应用的理想选择
• 符合RoHS标准

虹科实时频谱分析仪HK-R5550

• 实时带宽 (RTBW)：0.1/10/40/100MHz，可选160MHz带宽
• 频率范围：9kHz-27GHz
• TOI：+12dBm（典型值）
• 扫描速度：28GHz/s@10kHz RBW
• 功耗：17W
• 重量：2.72kg
• 尺寸：257.3×193.7×66mm