射頻下變頻器：擴展傳統(tǒng)射頻監(jiān)控解決方案的實用方法
射頻頻譜監(jiān)控變得越來越具有挑戰(zhàn)性和復雜性。隨著諸如毫米波5G，雷達等不斷推向更高頻段的應用以及正在傳輸?shù)臒o線信號的分集和帶寬不斷增加，RF專業(yè)人員需要解決方案以跟上快速開展的無線格局。
過去的射頻測試和測量解決方案無法適應這種新的射頻信號環(huán)境。隨著新信號的不斷出現(xiàn)，軍事組織必須能夠靈活地調(diào)整其系統(tǒng)，以適應新的作戰(zhàn)需求，同時管理日益緊張的資源和預算。對于許多RF專業(yè)人員而言，升級其現(xiàn)有設備-甚至批發(fā)替換它們-是不切實際的選擇。迫切需要更具創(chuàng)新性和成本效益的方法來應對這個新的RF世界的挑戰(zhàn)。
尤其是航空航天和國防（A＆D）組織正在為其智能收集和維護應用程序脫離定制的，單一用途的RF監(jiān)視解決方案，而越來越多地要求其合作伙伴和供應商給予商用現(xiàn)貨（COTS）解決方案。由于商用技術趨向于更快地開展，因此事實證明它們更適合于創(chuàng)建可以適應不斷開展的無線環(huán)境的系統(tǒng)。
射頻專業(yè)人員無需購買日益復雜和昂貴的頻譜監(jiān)測設備，而是擁有其他選擇。
本文探討了下變頻器在高頻應用中作為射頻測量解決方案不可或缺的一部分的用途。下變頻器與其他RF測量組件結合部署，可以擴展現(xiàn)有測試和測量設備的頻率范圍，從而以比其他一體式一體機解決方案低得多的成本實現(xiàn)高性能。
1. 射頻下變頻器：擴展傳統(tǒng)射頻監(jiān)控解決方案的實用方法
隨著RF信號進入越來越高的頻率，RF工程師需要可以捕獲這些信號的測試和測量解決方案。例如，如果他們現(xiàn)有的測試設置旨在監(jiān)視Wi-Fi和4G網(wǎng)絡，則該設備可能無法捕獲6GHz以上的信號。RF運營商可以使用下變頻器及其當前的測試和測量組件來捕獲更高頻率的信號，而不用支持這些更高頻率的新組件來替換其現(xiàn)有設備，以捕獲更高頻率的信號-并保留他們在當前RF上進行的資本支出（CapEx）投資儀器。
下變頻器代表一個相當簡單的概念-將輸入的較高頻率的RF信號轉(zhuǎn)換為處于用于分析它的儀器帶寬之內(nèi)的中頻-但它們是構建高性能（且經(jīng)濟高效）RF的強大組件信號監(jiān)控解決方案。下面的框圖顯示了一個下變頻器，該下變頻器由諸如帶通濾波器，低噪聲放大器和混頻器之類的RF組件組成。
射頻運營商可以使用下變頻器及其當前的測試和測量組件來捕獲更高頻率的信號，而不用支持這些更高頻率的新組件來替換其現(xiàn)有設備，以捕獲更高頻率的信號-并保留其在現(xiàn)有設備上進行的資本支出（CapEx）投資射頻儀器。
下變頻器有效地增加了所連接信號分析儀的現(xiàn)有RF范圍功能。它們允許以更高的頻率進行測量，下變頻為中頻（IF），然后發(fā)送到分析儀進行后處理和分析。但是，并非所有下變頻器都是一樣的：市場上無數(shù)的下變頻器選項范圍廣泛，包括外形尺寸（從集成芯片到1插槽模塊，再到獨立組件），功能（從6GHz到72GHz的上限頻率），價格和價格-許多取決于供應商，需要同一制造商的互補模塊或底盤才能運行。
標準塊下變頻器采用一定范圍的輸入信號頻率，并將其向下轉(zhuǎn)換為較低的頻率范圍。換句話說，輸出頻率不是固定的，而是根據(jù)輸入頻率而變化，這使接收器與之連接的接收機的工作變得復雜。此外，模塊下變頻器可能不包括內(nèi)置本地振蕩器，有時需要用戶在外部給予一個振蕩器，從而增加了成本，整體尺寸和復雜性。
一個下變頻器模型相對于另一個下變頻器模型的適用性最終歸結為成本，功能和性能，以及所使用的RF應用。
使用D2030下變頻器將ViaviCellAdvisor的頻率范圍擴展到毫米波頻率
2. 5G世界中的下變頻器應用
下變頻器能夠以高于信號設備能力的頻率捕獲和測量RF信號。實際上，與使用傳統(tǒng)的多合一射頻測試解決方案相比，此功能使射頻領域的運營商既可以利用現(xiàn)有的射頻設備，又可以捕獲更復雜的寬帶波形，而成本卻低得多。
這兩個優(yōu)點對于涉及技術監(jiān)視對策（TSCM）和信號情報（SIGINT）的A＆D應用尤為重要。
擴展現(xiàn)有的RF信號檢測設備
監(jiān)管組織和A＆D組織已在頻譜分析解決方案上進行了大量投資，以檢測和定位當前蜂窩和Wi-Fi頻段中的干擾-但該設備的頻率范圍通常僅為6GHz。大多數(shù)組織沒有預算用于大量購買更多設備的預算，僅僅是為了改善頻率性能。
隨著5G移動和無線通信技術繼續(xù)利用更高的頻率（尤其是28GHz頻段），RF工程師和技術人員必須具有監(jiān)視這些頻率中是否存在干擾或感興趣信號的能力。
順利獲得將ThinkRFRF下變頻器與任何現(xiàn)有頻譜分析儀集成在一起，他們可以監(jiān)視，檢測和分析50MHz至40GHz范圍內(nèi)的信號-無需升級或更換現(xiàn)有設備。另外，這種方法使這些組織可以節(jié)省培訓成本。由于他們的RF專業(yè)人員仍然可以使用他們現(xiàn)有的信號分析設備，因此在采集和分析更高頻率的信號時沒有新的學習曲線，因為下變頻器會將感興趣的信號轉(zhuǎn)換為他們已經(jīng)識別的信號。
以較低的成本實現(xiàn)寬帶信號測量
與較高頻率信號相關的高數(shù)據(jù)速率需要更寬的帶寬，從而使這些信號更難以捕獲和分析。同樣，跳頻信號在A＆D通信對策應用中很常見，并且需要寬帶監(jiān)視功能才能進行正確的檢測和分析。
無需購買昂貴的寬帶系統(tǒng)來捕獲和分析這些RF信號，RF工程師可以使用下變頻器在更經(jīng)濟高效的解決方案中滿足更寬的帶寬要求，而無需犧牲性能。
例如，順利獲得與交錯調(diào)諧并行運行多個同步ThinkRF下變頻器，可以以低得多的成本捕獲和分析寬帶信號。當與高速數(shù)字化儀和信號分析軟件等其他組件結合使用時，RF工程師將擁有用于高達40GHz的微波測試和測量應用的整體測量解決方案，其中包括寬帶信號記錄系統(tǒng)。
3.結論
隨著RF頻譜環(huán)境繼續(xù)以驚人的速度開展，在RF通信空間中運作的組織和組織以及支持它們的RF測試和測量設備給予商必須跟上開展的步伐。隨著信號復雜性的提高，尤其是在A＆D領域中RF應用的特殊性，負責監(jiān)視這些新頻段的組織需要能夠延長現(xiàn)有測試設備壽命并以合理成本給予性能的解決方案。
傳統(tǒng)RF測試設備的龐大且有限的可擴展性使RF市場朝著更加開放的方法組裝RF測試和監(jiān)視系統(tǒng)的方向開展。如果將簡單但功能強大的組件組合到單個解決方案中，則可以在低成本平臺上給予增強的性能，同時仍保留現(xiàn)有投資。下變頻器用于測量高頻信號的應用就是這種靈活方法的典型示例，它使RF組織無需更換現(xiàn)有設備即可利用新興的RF技術。
對于A＆D組織來說，這種方法將解決RF工程師在設計21世紀信號檢測和監(jiān)視應用程序時面臨的許多挑戰(zhàn)。
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