FFC1000系列全频带微波超宽带上下变频器

SBKJ20201

Sample FFC1000系列全频带微波宽带变频器基于盛铂科技创新的OBT-HU 一体化仪表平台和成熟微波毫米波上下变频技术，实现宽带上变频功能，仪表化操作界面，便于实验室和外场使用。


概述
        盛铂科技的FFC1000系列超宽带变频器采用盛铂科技创新的OBT-HFCI一体化仪器平台和成熟直接上下变频技术，可在两个通道内同时实现从800MHz到20/26.5/40GHz的微波毫米波信号超宽带上下变频和信号调理功能，并有效规避了采用I/Q 调制器的传统宽带信号产生技术必然带来的I/Q 失真劣化和繁琐的校准工作。FFC1000的双通道超宽带信号变频性能使其可以轻松在0.8～40GHz的频率覆盖范围内产生、校准和分析高达2GHz瞬时带宽的矢量信号，并凭借其优异的指标可充分满足如多通道相干信号分析、信道收发分析、雷达信号、卫星通信、跳频通信、导航、电子战及复杂电磁环境等测试应用。

应用
-航空航天和国防电子
-无线通信和宽带光通信
-雷达和微波宽带信号

主要特点
-射频输入输出范围：800MHz～40GHz
-中频输入输出范围：100MHz～5GHz
-每通道最高2GHz带宽
-两通道同时实现上变频、下变频或上下变频
-标准5U的一体化仪器平台设计，12.1” TFT-LCD屏幕显示，Windows7操作系统
-GPIB和LAN远程控制接口，SCPI标准指令集

客户价值
-每个通道标配1GHz和2GHz两档带宽切换
-双通道同时实现上变频、下变频或上下变频，单台仪器实现相干或收发测试
-与市场主流品牌任意波发生器、示波器、频谱分析仪等测试设备无缝兼容
- 开放的API软件接口，方便用户进行二次开发

出众的产品性能
创新的技术优势
        FFC1000系列采用直接变频技术，如：上变频部分采用对数字高中频信号进行多级上变频http://www.samplesci.com/product/p-111-110.html处理（3次变频到5次变频），实现0.8至40GHz全频带的频率覆盖。数字高中频加多级上变频技术可以从根本上解决基带信号正交上变频方案带来的镜像杂散和本振泄露的问题，其镜像杂散和本振泄露均低于-50dBc。

FFC1000系统框图

        FFC1000系统平台采用盛铂科技自主研发的具有创新意义的高频模拟总线技术标准，称为High Frequency Components Interconnect，简称HFCI总线。HFCI总线由总线控制器、总线电源、背板和机架组成。HFCI总线主要功能是集成高频模拟信号的扩展模块，总线为每个模块提供控制供电和配置接口，便于仪器硬件功能模块的后续升级和扩展，实现射频/微波/毫米波模块的快速无缝的集成。

        FFC1000系列采用传统的一体化仪器架构，使用传统的仪器前面板物理旋钮和按键控制和操作，非常便于用户在实验室和外场环境中使用。同时基于Windows7的操作系统使用户轻松上手。

变频技术
        盛铂科技的FFC1000系列超宽带上下变频器集成了上下变频和增益调节功能，可将宽带信号变频到所需的特定频带，并调理输出信号的幅度，该产品的主要特点有：
-采用直接变频技术，有效规避了采用I/Q 调制的各种性能恶化，可以使本振泄露杂散和咨询4006218906镜像杂散低于-50dBc，并获得较优异的带内平坦度性能。
-变频器内置本振，其采用DDS+PLL方案，与传统仪器的YIG 方案相比较，频率变化速度更快。

超越同侪的技术
传统的I/Q变频技术
        所谓的I/Q变频技术即通常所说的数字变频技术，就是DAC 产生Inphase 和Quadrature 两路基带信号，再通过I/Q调制器将基带信号调制到载波频率。I/Q调制器又称正交调制器，其原理图如下：

I/Q原理框图
I/Q调制器镜像杂散与相位失配的比例关系可由：
Sr=20*log[sin(α/2)/cos(α/2)]
       推导可知，I/Q 调制方案采用两路反相信号对消的方式来抑制镜像杂散，对两路信号的相位和幅度一致性要求很高。由先前公式计算可知，两路信号的正交相位误差为1 度时，其镜像电平为-41dBc。

        目前的IQ调制器件种类较多，通信频段的窄带调制器镜像杂散约为-40dBc，宽带微波IQ调制器镜像杂散一般在-30～-35dBc 之间。采用校准的方式可以矫正IQ通道的不一致性，校准后IQ调制器的镜像杂散能达到-40dBc的水平。环境温度的变换对IQ 通道的不一致性会产生一定的影响，在不同的使用环境下一般需要重新校准。微波宽带IQ调制器由于 受到基带信号相对带宽较大的影响，其输出信号的平坦度较差，高于1GHz带宽微波宽带IQ调制器输出信号平坦度最差达5dB以上，每次使用都需校准后才能得到较为平坦的宽带矢量信号。

IF直接变频技术
        盛铂科技的FFC1000系列采用IF直接多级变频技术，IF 上变频方案的原理框图如下：

IF上变频方案原理框图
        如图所示，DAC产生的中频信号直接进入上变频器，在宽带应用场合，上变频器一般采用双平衡混频器实现，双平衡混频器输出信号的频谱包含上下两个边带，混频器输出的信号通过带通滤波器滤除无用的边带信号和本振泄露信号后，得到所需的矢量信号，上变频的过程就是对IF信号在频率轴进行整体频谱搬移的过程。IF上变频方案利用带通滤波器的带外抑制来消除变频镜像杂散，通过合理的选择IF 信号频率和带通滤波器的相关参数，可以使本振泄露杂散和镜像杂散低于-50dBc。

         IF上变频方案的优点是产生的信号杂散低，平坦度更好。

灵活的系统应用方案
        FFC1000系列可以非常便捷与盛铂科技SCRP系列信号采集、存储及回放系统构建成宽带矢量信号的生产和分析系统，同样FFC1000系统也可以与市场其它主流品牌的任意波形发生器、示波器或频谱分析仪完美兼容并构建成类似系统。以FFC1000为核心的宽带矢量信号的生成和分析系统主要有三种不同的工作模式：
-单/双通道宽带矢量信号生成模式
-单/双通道宽带矢量信号分析模式
-宽带矢量信号生成和分析同时运行模式

双通道宽带矢量信号生成方案
        高性能SCRP可以轻松产生各种样式的IF 信号，因此与SCRP配套的FFC1000系列上变频器主要采用IF上变频方案产生宽带矢量信号，能够产生高达2GHz瞬时带宽、40GHz载频的高质量宽带矢量信号，由SCRP和FFC1000 上变频器组成的宽带矢量信号产生系统方案见下图：

FFC1000系列与主流品牌AWG完美兼容并产生宽带矢量信号
        如图所示，SCRP产生一个频率较高的中频信号，输入到FFC1000系列上变频器的中频输出接口，FFC1000内部经过多级变频实现0.8～40GHz 宽频带覆盖。FFC1000内部集成了宽带低相位噪声微波本振源，用户还可以选择外置本振源的方式工作。 双通道宽带矢量信号分析方案
        盛铂科技SCRP系列信号采集、存储及回放系统以及市场主流品牌高速数字示波器或频谱分析仪可以满足宽带矢量信号分析的要求，由于示波器等设备中ADC的时钟频率较高，因此宽带矢量信号分析系统采用IF采样数字解调方案作为其主要工作模式。FFC1000系列将高达20GHz的载波信号变频到5GHz以下，并进行必要的幅度调整后输入高速数字示波器等设备进行信号存储、分析甚至回放。由信号采集设备和FFC1000 下变频器组成的宽带矢量信号分析系统方案见下图：

        FFC1000系列可与主流品牌示波器等高速采集设备兼容对宽带矢量信号进行分析