Kommunikation mit 5G und 6G Signalgenerator mit DDS für Breitband und mehrkanalige Millimeterwellen

Der Vierkanal-Vektorsignalgenerator von Keysight nutzt die Direct-Digital-Synthesis (DDS) für breitbandige und mehrkanalige Millimeterwellen-Anwendungen. Seine Frequenz von 54 GHz lässt sich mit einem Frequenzextender auf bis zu 110 GHz erweitern.

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Der Mobilfunkstandard 5G soll die Bandbreite bei der mobilen Kommunikation erhöhen und dank einer geringen Latenz das industrielle Internet der Dinge (IIoT) voran bringen. Zum Einsatz kommen Millimeterwellen mit zwei Frequenzbändern: FR1 <7,125 GHz und FR2 >24 GHz. Neben 5G untersuchen Wissenschaftler bereits Kommunikationssysteme für 6G; aber auch die Satellitenkommunikation und Radaranwendungen setzen auf einen breiten Frequenzbereich bis zu Millimeterwellen.

Für den Test der genannten Anwendungen benötigt man Labormesstechnik für die Signalerzeugung, die um die gewünschten Millimeterwellen mit ihren hohen Bandbreite erzeugen zu können. Jetzt hat Keysight Technologies einen Vierkanal-Vektorsignalgenerator mit einer Frequenz von bis zu 54 GHz auf den Markt gebracht, der eine Hochfrequenz-Bandbreite von bis zu 5 GHz und geringes Phasenrauschen in einem Messgerät vereint.

Erweiterter Frequenzbereich bis 110 GHz

Der Mikrowellensignalgenerator M9484C VXG erweitert das Portfolio der VXG-Serie von Keysight Technologies um Echtzeitfunktionen, mit der sich anspruchsvolle industrielle Wireless-Anwendungen untersuchen lassen. Der M9484C nutzt die DDS-Technologie (Direct-Digital-Synthesis) und DSP, um die Signale zu erzeugen. DDS wird seit langem in Arbitrary-Waveform-Generatoren und Signalgeneratoren für niedrigere Frequenzen eingesetzt.

Laut Keysight eliminiert der DDS-Signalbeeinträchtigungen, die durch einen traditionelle analoge I/Q-Modulation verursacht werden, wie Ungleichgewicht, Zeitversatz, Quadraturversatz, DC-Offset und Phasenrauschen. Diese neue Architektur verbessert den Dynamikbereich eines Signals und bietet eine höhere Signaltreue, insbesondere bei der Erzeugung von Breitbandsignalen.

Eingesetzt werden kann der Generator auch bei Multi-Antennen-Anwendungen wie MIMO und Beamforming mit präziser Phasenkohärenz und Zeitsynchronisation.

Jedes Modell ist mit einem, zwei oder vier Kanälen erhältlich. Die Geräte verfügen über verschiedene Optionen wie Ausgangsleistung, spektrale Reinheit, I/Q-Modulation, Fehler-Vektor-Magnitude (EVM) und Arbiträrsignalform-Speicher (256 MSa bis 4096 MSa). Die HF-Bandbreite des M9484C reicht bis zu 2,5 GHz. Jeder Ausgangskanal deckt alle 5G-NR-Frequenzbänder ab und unterstützt Signale für Beamforming und MIMO. Über die Touch-Benutzeroberfläche lassen sich sämtliche Prüfsignale auswählen und konfigurieren. Das Gerät unterstützt die Software PathWave Signal Generation.

Der verbaute ASIC im Signalgenerator

Der verbaute ASIC verarbeitet die digitalen Signale und erzeugt ZF/RF-Signale bis zu 8,5 GHz direkt von einem A/D-Wandler mit 14 Bit mit hoher Abtastrate ohne Signalbeeinträchtigungen. Außerdem eliminiert der DDS-Signalbeeinträchtigungen, die durch einen analogen I/Q-Modulator verursacht werden. Dazu gehören Verstärkungsungleichgewicht, Zeitversatz, Quadraturversatz, Gleichstromversatz und Phasenrauschen.

Die Leistung des VXG charakterisiert sowohl Komponenten als auch Empfänger. Mit seinem DSP-ASIC emuliert der Signalgenerator M9484C bis zu acht Basisbandsignale pro Kanal und führt sie in Echtzeit zu einem einzigen Breitbandsignal zusammen. Dabei bietet er eine flexible Echtzeitbearbeitung von Basisbandsignalen, wobei jedes Basisbandsignal unabhängig gesteuert, gefiltert, überblendet und innerhalb einer Bandbreite von 2,5 GHz in Echtzeit platziert werden kann.

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