创建相位器的最后旅程：奔跑！

返回 X-微波

在之前的博客文章中，我使用了X-Microwave RF原型硬件来构建8元素阵列。我们希望使用相同的模块，但以不同的方式配置它们来构建 Phaser 的原型。希望非常接近最终解决方案的工作原型能够节省我们修改最终生产板的时间和金钱。

所有X-Microwave 模块都可以简单地断开螺栓并在我们的新设置中重复使用。重新排列这些块，并进一步升级一些硬件，得到这个：

对于那些喜欢看框图的人来说，这是看起来像的：

这是后来成为相位器的模型。它只是一个4个接收元件阵列，但它增加了一个发射路径和一个可编程斜坡线性调频发生器。发射和线性调频发生器允许相位器执行FMCW雷达 - 我们将在以后的博客中介绍！

我是否更改了软件？不！我的意思不是真的。我们将ADF4159添加到设备树中（这是一个配置文件，告诉Linux系统连接到它的硬件）。然后指示程序使用ADF4159驱动程序，而不是以前使用的ADF5356。但由于IIO生态系统，这些都很容易完成。因此，我们再次使用一种新的相控阵原型设计。但现在是时候优化性能了，这意味着更多的变化！

移相器的性能目标

到目前为止，我们还没有真正考虑系统的整体性能。对于简单的天线波束控制演示来说，它运行良好。但是雷达的要求更高，我们希望能够提供50 dBc量级的无杂散动态范围（SFDR）。这意味着我们不希望信号的50 dB以内出现任何其他音调。50 dB 是 100，000 倍的功率增益。因此，任何不需要的音调都需要做得非常小！

频率规划

在任何RF设计中，都会有很多东西会给你不需要的信号，远远大于主信号的1/100，000，主要是混频器杂散、RF泄漏和元件非线性。我们有一些！以下是我们当前设计的信号频谱：

我们唯一想要的信号是绿色的信号。但是我们也得到了所有其他的马刺...我们需要衰减它们，直到它们比 50 GHz 的音调低 10 dB。您始终可以过滤以获得所需的信号。但这只有在您想要的信号和不想要的信号之间有足够的分离时才有效。我们没有那个空间。因此，第一步是创建一个频率计划，将这些不需要的信号推离我们想要的信号。

这些不需要的信号落在可预测的地方，但有很多。它们随着输入、输出和混频器LO频率的每种组合而移动。我遵循了这里的设计建议，并制定了一个频率计划，包括：

射频输出：10 GHz

LO 频率： 12.2 GHz

中频频率：2.2千兆赫

现在我有了这个：

马刺的数量并没有减少太多，但现在所有的马刺都离我感兴趣的信号足够远，我可以使用低成本的滤波器来衰减它们。

滤波

我们必须在整个发射和接收链的关键位置选择并放置滤波器。这是使用X-Microwave 原型系统的另一个重要原因。使用它，我们可以轻松地尝试各种滤波器，在信号路径中移动它们，测量结果并进行更改。普通的射频电路板不允许你如此灵活！订购了一些过滤器，我们用螺栓固定它们，测试并重复。经过一个下午的测量，我们得出了一个滤波组合，得出如下：

因此，主音比任何其他音调高出 50 dB（几乎 60 dB）以上！这就是我们用于相位器的频率规划和滤波方案。

结论

我们现在已经生产了 100 多个相位器套件。他们都使用这个原型设计之旅中的IIO软件和硬件设计结果。

审核编辑：郭婷