在無線應用中，通過采用大帶寬信號來獲得系統(tǒng)增益是重要的技術方法，例如：通信中的跳頻技術，脈沖壓縮雷達中的寬帶調頻，以及擴頻技術等。當前實用的無線電子系統(tǒng)應用中，信號帶寬已經(jīng)達到了2GHz，工作頻率范圍已擴展到毫米波頻段。其中，典型的超寬帶無線應用有軍用雷達、無線通信802.11ad、E-band以及WirelessHD等。

增加系統(tǒng)帶寬對于雷達而言，意味著高目標分辨率;而對于通信而言，意味著高數(shù)據(jù)傳輸速率。眾所周知，根據(jù)香農(nóng)信道容量理論，提高信道傳輸速率有兩種方式，即：增加帶寬或者提高信噪比。增加帶寬對于提高傳輸速率而言更為直接，它所需要付出的代價會小很多，因此，系統(tǒng)帶寬會不斷擴大。

測量中存在的挑戰(zhàn)

頻率范圍擴展和大信號帶寬對測試技術和儀表提出了新的要求和挑戰(zhàn)。測試中難點主要包括：頻率范圍高，信號帶寬寬，信號調制質量要求高等。以WirelessHD系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)以近距離高速數(shù)字視頻信號傳輸為應用目的，最高傳輸速率可以達到28Gbps。系統(tǒng)工作頻率在60GHz頻段，并使用OFDM調制方式。wirelessHD系統(tǒng)的重要系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。

表1：WirelessHD系統(tǒng)的重要參數(shù)。

在毫米波頻段完成復雜調制信號是對信號源儀表的巨大挑戰(zhàn)。WirelessHD使用的頻帶在57.24 GHz~64.8GHz，處在毫米波段。而且信號為復雜的OFDM調制信號，需要使用矢量信號源來建立復雜數(shù)字調制信號，對于毫米波頻段矢量信號的建立，還需要使用專用的毫米波頻率擴展裝置來實現(xiàn)。

WirelessHD每通道的帶寬需要達到1.76GHz，對應的基帶IQ信號帶寬需要達到900MHz。在寬帶信號建立時，需要信號源的基帶信號發(fā)生器和微波矢量調制器的帶寬都能滿足大帶寬信號的要求。

為實現(xiàn)超高速率數(shù)字傳輸應用要求，系統(tǒng)采用了OFDM調制方式，由此對信號源的性能指標提出非常嚴格的要求，包含：微波信號的相位噪聲，基帶高速時鐘的相位噪聲，IQ信號幅度平衡度，以及相位正交度。而且IQ通道的延遲系統(tǒng)誤差還會轉化為寄生的高斯噪聲，影響調制信號的質量。

微波寬帶測試應用解決方案

當前測試儀表技術發(fā)展已經(jīng)能為微波寬帶測試應用提供完整的解決方案。圖1所示為安捷倫(Agilent)公司提供的微波寬帶測試系統(tǒng)，主要包含：微波矢量網(wǎng)絡分析儀N5247A，微波信號源E8267D，微波信號分析儀PXA，任意波形發(fā)生器M8190A和寬帶示波器DSA-X93204A等。這些設備能夠滿足從器件到系統(tǒng)級的測試應用要求，可以完成對微波器件、基帶、發(fā)射機、接收機完整參數(shù)的測試。在測試應用中，能夠在基帶IQ接口、微波等關鍵接口上完成測試，為微波寬帶應用提供了完整的測試分析手段。

在微波寬帶的發(fā)射機接收機測試應用中，測試儀表的具體組成配置如圖2所示。其中，上半部分為信號建立部分，它包含了M8190A寬帶任意波發(fā)生器，E8267D微波矢量信號源，N5152A毫米波擴頻裝置，和信號建立軟件工具81199A。這些儀表能根據(jù)WirelessHD/WiGi等標準的要求來建立標準信號。輸出的信號形式包含波形文件，基帶模擬IQ信號和微波調制信號。該部分在發(fā)射設備測試中，能夠提供標準基帶IQ信號，于用戶開發(fā)的調制器和微波電路進行連接測試;在接收機通道測試中，能夠提供微波激勵信號和基帶信號，而分別進行全接收機系統(tǒng)和基帶處理器的測試驗證。它具備很強的使用靈活性和擴展能力。圖2下半部分為信號分析儀表，主要的測試儀表包含：N1999A毫米波變頻器，DSA-X93204A寬帶示波器，PXA微波信號分析儀及81199A信號分析軟件。該部分能夠提供信號的頻譜、雜散、功率時間關系和調制精度等參數(shù)，能夠完整地測試基帶收發(fā)通道中的基帶IQ信號和微波毫米波信號。