眾所周知，射頻信號有相位的概念。相位不是射頻信號的特征，而是共享相同頻率的兩個或更多信號之間的關(guān)系。然而，在通信和雷達(dá)應(yīng)用中，經(jīng)常需要多通道信號相干（相參）。本文簡要介紹了這些概念、相關(guān)實(shí)現(xiàn)方法以及常見問題，如多路相干源的構(gòu)建、相干傳輸線是否必須長度相等、相位相等等。

具有幅度和相位信息的復(fù)信號稱為矢量信號，相位是一個相對值的概念，是信號矢量與參考矢量之間的夾角。

首先了解CW連續(xù)正弦波信號的相位概念：對于一個CW正弦波信號exp(-j2ft)，相位隨時間變化。

參考下圖，頻率為f的正弦波在I/Q復(fù)平面上的軌跡及其在坐標(biāo)軸上的投影軌跡。同相分量I=cos(2ft 0)，正交分量Q=sin(2ft 0)。

角度=2ft 0，即正弦波的相位。在直角復(fù)平面上，正弦波信號在單位圓上勻速運(yùn)動，其夾角即相位隨時間線性變化。

在射頻測試領(lǐng)域，連續(xù)波信號相位測量通常測量兩個頻率相同的信號的相位差，或者同一信號路徑中不同位置的相位差。例如，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的相位測量：

信號的相位

相干，也叫相干，是指信號的相位是連續(xù)的，相位差是恒定的。

射頻系統(tǒng)工作時，各節(jié)點(diǎn)的信號相位差是恒定的，所以系統(tǒng)是相干的。在射頻測試領(lǐng)域，相干源的另一個含義是可以調(diào)整和設(shè)置多個信號之間的相位差。

舉例說明了幾種雷達(dá)系統(tǒng)對脈沖跳頻信號的相干要求：脈沖初始相位一致；脈沖之間的相位保持；相位記憶，同頻點(diǎn)連續(xù)相位。如下圖：

相干(相參)信號

調(diào)制信號的相位包括載波相位、基帶相位和本地振蕩器相位。在射頻系統(tǒng)中，通常使用普通的本振來實(shí)現(xiàn)本振相干。多個相干源之間的相位調(diào)整一般通過數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以通過基帶或DDS進(jìn)行調(diào)整。

多路相參信號的實(shí)現(xiàn)

要回答這個問題，我們首先需要了解PLL:

如如圖，所示，PLL鑒相器的輸入頻率為fp=fR/R，輸出頻率RF鎖定到參考源頻率fp。輸出頻率RF=V N fp，相位=2V N FP . t為PLL輸出信號的相位。

PLL的輸出頻率是參考源的v n/r倍，相位穩(wěn)定性也會下降相同的倍數(shù)。也就是說，多通道共基準(zhǔn)鎖相環(huán)的輸出相位差不能保持完全恒定，不確定度約為基準(zhǔn)源相位穩(wěn)定度的v n/r倍。整數(shù)倍越小，相位越穩(wěn)定，相干性越好。

多通道相干源的相位差穩(wěn)定度由設(shè)計者定義，根據(jù)指標(biāo)定義選擇共參考模式或共本振模式。

共用同一個參考頻率源的多路PLL信號源，是不是相參的？

在MIMO或相控陣應(yīng)用中，天線和多通道T/R組件的電纜應(yīng)具有嚴(yán)格的一致性要求。

很多設(shè)計師要求連接電纜等長同相，甚至提出技術(shù)和材料性能無法滿足的不合理要求。有離譜的要求：30GHz，相位差1，也就是27m電長度.導(dǎo)體尺寸的溫度變化可能很容易突破這個相位要求。

與業(yè)界頂級的幅相穩(wěn)定軟電纜(網(wǎng)絡(luò)分析儀用Gore測試電纜)相比，40GHz長度下的幅相穩(wěn)定度為38 ’,相位穩(wěn)定度為7.3，無法滿足穩(wěn)定相干的要求。這說明coherence電纜不可能是柔性的，應(yīng)該使用半鋼電纜，老化試驗(yàn)前后電纜相位變化較大。

相干電纜組的基本要求：半鋼電纜；需要一些時間來磨煉；電纜制造中不一定要嚴(yán)格要求長度和相位相等，但電長度之差應(yīng)在1/4波長以內(nèi)(即相位差為90)。關(guān)鍵是t

多通道相干本振的設(shè)計應(yīng)通過放大同一信號源的功率并將其分成多個通道來實(shí)現(xiàn)，而不是共用多個PLL參考。一些制造商提供本地振蕩器輸入和輸出接口。建議用戶使用同一個本振功分和輸出并聯(lián)。當(dāng)射頻頻率較高時，它們不應(yīng)串聯(lián)和級聯(lián)，這會使相位一致性變差。

多路相參的各個傳輸電纜是否需要等長等相位處理？

多通道本地振蕩器可以使用分頻或倍頻方案。高頻微波頻率的傳輸損耗較大，所以我們一般在6GHz以下直接傳輸，6GHz以上采用分頻/倍頻傳輸。RS信號源就是這樣處理的。例如，20GHz本地振蕩器發(fā)射5GHz，每個本地振蕩器輸入端有4個倍頻器。此外，還有RFoF射頻光學(xué)長焦技術(shù)，以電-光-電的方式實(shí)現(xiàn)射頻信號的遠(yuǎn)距離相干傳輸。

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