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数字波束形成相位阵列,通常不考虑分解LO的构建方法:

2021-01-09 08:18

本文摘要:下一个建模动机是,在具有许多分布式收发器的大型阵列上,在所有具有分布式锁相环路的体系结构上,推导出计算该测量结果如何保持不变的方法。假设分布式PLL的噪音贡献不相关,增加10logN。作为分布式锁相环数的函数,假设人造振幅噪声与参考噪声相关,但不同PLL之间产生的噪音贡献不相关。

锁相环

摘要对于数字波束形成相位阵列,通常不考虑分解LO的构建方法是将共同基准频率分配给天线阵列生产的一系列锁相环路。对于这种分布式锁相环,目前文献中没有充分的记录,作为评估人造振幅噪声性能的方法。

在分布式系统中,集成噪声源是相关的,但分布式噪声源不是这样的话,RF信号——组时不会减少。这可以非常直观地评估系统中的大多数组件。对于Pll,循环中的每个组件都有一个相关联的噪声传递函数,该函数有助于控制循环和控制频率切换。

这样,在尝试评估人组振幅噪声输入时,复杂性不会降低。本文以未知锁相环建模方法和对包含或不包含贡献的因素的评估为基础,明确说明了在各种频率位移下跟踪分布式PLL贡献的方法。

概述对于所有无线系统,应仔细设计如何为接收器和橡胶构建本地振荡器(LO)分解。随着数字波束形成在相控阵天线系统中的极大普及,必须为许多分布式接收器和橡皮器分配LO信号和基准频率,这样设计才会更加简单。

需要在系统体系结构级别平衡评估的因素包括分配所需的LO频率或分配低频率标准,以及在附近点使用的物理位置生成所需的LO。通过锁相环在本地生成LO是高度制作的现成选项。下一个挑战是评估各种分布式组件和集中组件的系统级振幅噪声。使用分布式锁相环的系统如图1的右图所示。

共同基准频率被分配给多个锁相环路,每个环路生成一个输入频率。图1a中的LO输入被认为是图1b中混频器的LO输出。

图1。分布式锁相环系统各振荡器固定在组合参考振荡器上。

1到N的LO信号全部应用于相位阵列右侧图中混合器的LO端口。系统设计师面临的挑战之一是跟踪分布式系统的噪音贡献,了解与相关无关的噪音源,并估计整个系统噪音。在锁相环中,由于噪声传递函数是锁相环路的频率切换和环路比特率设置的函数,因此这个问题显得更加不利。

同步:人组锁相环测量示例图2右图是人组锁相环的测量示例。该数据是通过多台ADRV9009收发器的升空输入获得的。

右图显示了单个IC、2人组IC和4人组IC的情况。对于该数据集,在IC人造之后可以看到明显的10logN改善。要超过此结果,必须使用低噪音修正振荡器参考源。

锁相环

下一个建模动机是,在具有许多分布式收发器的大型阵列上,在所有具有分布式锁相环路的体系结构上,推导出计算该测量结果如何保持不变的方法。图2。两组锁相环的振幅噪声测量锁相环模型锁相环路的噪声建模有充分的文档记录。

1-5图3右边的图是输入振幅噪声图。在这种类型的图表中,设计人员可以更慢地评估环路中每个组件的噪音贡献,这些贡献可能会同时要求整体噪音性能。

模型参数被设置为代表图2右侧图片的数据,源振荡器在对许多IC人进行分组时用作振幅噪声。要查看分布式锁相环的效果,必须首先在PLL模型中指定参考贡献和其余PLL组件的贡献。图3。

代表所有组件噪音贡献的典型锁相环振幅噪声分析总噪音是所有贡献因素的总和。将未知PLL模型扩展到分布式PLL模型描述了对具有多个分布式PLL的系统计算人群振幅噪声的过程。该方法的前提是,必须将参考振荡器的噪音贡献与VCO和环路组件的噪音贡献分开。图4的右图是对应于多个PLL的参考振荡器的虚拟分布示例。

这个计算假设了无噪音生产,这是不现实的,但可以用来说明原理。假设分布式PLL的噪音贡献不相关,增加10logN。其中,N响应分布式PLL的数量。

随着地下通道的减少,噪音在较小的位移频率下增加,对于大型生产系统,噪音似乎几乎由参考振荡器驱动。图4。开始使用分布式锁相环振幅噪声建模方法:从锁相环路模型中提取参考振荡器和锁相环路中除参考振荡器以外的所有组件的振幅噪声贡献。

作为分布式锁相环数的函数,假设人造振幅噪声与参考噪声相关,但不同PLL之间产生的噪音贡献不相关。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure(美国电视),方差)图4右图的例子修改了参考振荡器发生的假设。在准确的系统分析中,系统设计师还必须考虑参考振荡器产生的噪音贡献,并且不减少整体结果。

但是,这种修改分析非常简单,因此需要理解体系结构方面的平衡对系统的整体振幅噪音性能没有影响。接下来,让我们考虑一下系统振幅噪音的影响。


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