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雷達測試用訊號產生器選購指南:相位雜訊、切換速度與成本的關鍵考量

為雷達測試挑選訊號產生器?掌握這幾項關鍵參數就對了

雷達測試經常需要執行本地振盪器(LO, Local Oscillator)替代法,此程序是利用一部高效能合成器/訊號產生器的純淨輸出訊號,來替代系統中的本地振盪器,藉此進行故障查找,並對升、降頻轉換器進行完整的特性分析;在本文中,我們將深入探討挑選一部訊號產生器以有效評估現今雷達系統時,所需考量的幾項核心效能參數。

訊號產生器的關鍵參數

儘管需要考量的參數眾多,我們將聚焦於雷達測試應用中,三個最關鍵的訊號產生器特性——相位雜訊頻率切換速度成本

相位雜訊

雷達的運作原理是向目標發射無線電波,並擷取其反射訊號,以解析出目標的尺寸和距離等資訊;而都卜勒雷達系統則能揭露更多動態資料,例如:目標的移動速度與方向,其原理是偵測反射訊號相對於原始無線電脈衝的頻率變化;此現象即為「都卜勒效應」,當目標朝著雷達系統移動時,訊號頻率會向上偏移;反之,當目標遠離雷達系統時,頻率則會向下偏移,這個概念,就好比警車沿路駛近再駛離時,我們聽到的警笛聲波高低變化。


在都卜勒雷達系統中,過高的本地振盪器相位雜訊,可能會遮蔽掉近距離的雷達回波,舉例來說,移動緩慢、僅有些微都卜勒頻移的目標,或是反射功率較低的微弱訊號,都很容易被過高的相位雜訊所掩蓋;因此,在雷達系統中執行本地振盪器替代法時,選用的訊號產生器必須具備極其優異的相位雜訊效能。

頻率切換速度

許多雷達系統需要在不同的操作頻率之間快速跳躍,這種頻率捷變能力之所以重要,其原因包含以下幾點:

  • 避免干擾
  • 提升對特定目標的偵測能力
  • 抑制電子干擾的影響

不僅如此,不足的切換速度也會導致測試時間大幅拉長,一部具備高速切換效能的訊號產生器,能快速掃描廣泛的頻率與振幅範圍,不僅可滿足捷變雷達的需求,更能有效縮短整體測試時間。

成本

若想透過傳統架構,在單一儀器中同時達到理想的相位雜訊頻率切換速度,通常會大幅增加價格,一部儀器的設計,往往只能針對一或兩項參數進行強化。

不同的合成器架構,例如直接類比合成(DAS, Direct Analog Synthesis)、直接數位合成(DDS, Direct Digital Synthesis)以及相位鎖定迴路(PLL, Phase-Locked Loop),雖然能針對特定效能進行改善,但每種架構也各自存在著不同的缺點,這些缺點可能會對測試過程造成阻礙。

那麼,訊號產生器要如何才能同時實現低相位雜訊高速頻率切換低成本這三大目標呢? 答案就是 Boonton SGX1000 系列

兼具卓越效能與價格優勢的訊號產生器

談到效能與價格,Boonton SGX1000 系列射頻訊號產生器能同時滿足這兩項嚴苛的要求。

SGX1000 系列採用獨家混合了 DASDDS 的架構進行設計,提供了超低相位雜訊(在 3 GHz 載波、10 kHz 頻率偏移下,指標為 -122 dBc/Hz)以及高達 350 µs 的頻率切換速度,其頻率範圍涵蓋 10 MHz 至 3 GHz 或 6 GHz (SGX1003/SGX1006),以及 100 MHz 至 18 GHz (SGX1018)。


機種內建多種掃描模式選配,包括步進掃描(Step Sweep)和列表掃描(List Sweep,能滿足各種需要頻率與振幅掃描能力的測試情境,除了雷達應用外,SGX1000 系列也是元件特性分析頻率捷變通訊系統,以及高產能的產線自動化測試等應用的絕佳解決方案。

應用說明

運用本地振盪器替代方案,實現精準雷達系統特性分析與快速故障定位

此技術白皮書深入探討雷達系統中的本地振盪器(LO)如何影響效能,特別是相位雜訊與切換速度,內容揭示如何透過高效能訊號產生器執行 LO 替代法,精準進行系統特性分析與故障診斷,確保雷達系統的靈敏度與可靠性,閱讀全文 >

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