Teledyne e2v通过最新的微波数字转换器推动无线电软件化

TH的作用类似于可“折叠”射频信号的频率转换器，在下面的例子里将20到22.5GHz的信号转换到ADC的基带（第一奈奎斯特域，即0到2.5GHz)。这去除了中频生成的环节（如本振和中频），极大地简化了模拟信号路径的设计（图3）。

这是实现数字控制无线电设计的基本步骤，在先前的介绍6 Gsps ADC EV12AQ600的文章³里有详细描述。这款ADC的宽带TH支持K波段信号的欠采样。

图 3 - 接收端2.5 GHz带宽信号（载波频率21.25GHz)的TH欠采样（fs = 5 GHz)

发射端多奈奎斯特域频率合成

在发射端，传统的外差式无线电的发射DAC通常在第一奈奎斯特域(NZ₁)输出信号功率，并通过低通滤波器滤除混叠信号功率。如果发射DAC(TxDAC)可提供足够大的带宽，能将信号功率延展到更高的奈奎斯特域呢？如图4所示，这时，可使用带通滤波器选择目标信号频段。

例如，EV12DS480 TxDAC可延展信号功率直到26.5GHz，并以8.5Gsps的采样率采样。

ADC欠采样和DAC多奈奎斯特域频率合成是射频数字控制的两个关键要素，也是Teledyne e2v进一步增强下一代无线电设计的目标。

图 4 —在NZ₁产生的合成射频信号，并混叠到更高的奈奎斯特域（fs = 6 GHz)

KA波段创新的动力

欧盟地平线2020计划推动的星际元器件工程，其目标是开发新的宽带数据转换器以简化射频信号链路并推进Ka波段直接转换技术的发展。在这样的愿景下，元器件需实现更高的系统集成度，即增加射频通道密度、减少功耗、增加带宽和提高动态性能，同时促进欧洲宇航业务的发展。我们预计这个工程将影响深远，包括增强通讯基础设施和地球观测能力等。

星际工程也推动Teledyne e2v研发新的数据转换器。Teledyne e2v正与星际工程密切合作，计划研发一款全新的模拟前端(AFE)样片。这款AFE能大幅扩展微波频率采样带宽，实现最先进的微波直接数字下变频和频率合成。

³ Teledyne e2v 白皮书，2019年12月：K波段直接数字化的高级宽带采样方案——扩展射频可能性的边界

图 5—直接射频转换采样器的样片

样片的目标电性能

●   高性能模拟采样器，输入带宽高达Ka波段

●   Ka波段较高的无杂散动态范围(SFDR)

●   单端输入的信号路径（无需巴伦）

●   高编码效率，ESIstream串行数字接口

●   强大的时钟管理，包括同步链功能，可在波束成型应用中实现简单的相位对齐多通道系统

Teledyne e2v计划研发的直接射频转换采样器（图5）预计-3dB模拟输入带宽高达微波Ka波段（即在26.5到40GHz之间）。除了无与伦比的带宽，这款样片还将包括一些独特的功能，便于简单地应用于实际的系统中。

这些功能包括：

●   单端模拟输入信号路径，简化印制板电路设计和布线

●   无需使用昂贵的、大体积的HF巴伦，可帮助用户：

o   直接从微波数字采样

o   减少模拟信号采样器的信号失真

●   独特的微波采样器和低抖动时钟管理

●   在模拟前端(AFE)的输出端，这款器件没有使用LVDS，而是使用许可证免费的ESIstream高速串行接口系统，与市场上大多数的FPGA兼容（包括Xilinx的KU60系列）。