如何先人一步經濟高效地擴展5G毫米波段？（二）

航空航天和國防機構、頻譜管理機構、移動網絡運營商、研發(fā)機構等已經對當前蜂窩和Wi-Fi網絡的頻譜分析解決方案進行了投資，他們需要在部署和優(yōu)化5G網絡時進行分析和測試。

下變頻的簡單方法及其挑戰(zhàn)

射頻下變頻器通過捕獲高頻信號并將其轉換到較低的范圍，擴展了現(xiàn)有分析設備的性能，通過與下變頻器集成，頻譜分析儀可以處理使用低噪聲放大器（LNA）、混頻器和固定振蕩器設計的信號。雖然這種方法可能很簡單，但因為它只支持塊下變頻，會給用戶帶來更多新的技術挑戰(zhàn)。

通常一個簡單的下變頻器只需幾個組件即可構建，如圖所示，當輸入分析儀在較低的頻率范圍內工作時，一個基本的下變頻器可以被轉換成一個頻譜塊。例如，使用這種簡單方法設計的24?40GHz射頻下變頻器可以捕獲16GHz的頻譜塊，其中24GHz頻段轉換為直流，而40GHz頻段轉換為16GHz。

然而即使感興趣的信號在分析儀的范圍內，這種方法也會帶來額外的挑戰(zhàn)。由于每個低噪聲放大器和混頻器都具有隨頻率變化的增益特性，因此無法校準下變頻信號，這使得無法查看關鍵信號屬性，例如RF輸入端口處的信號振幅。類似地，由于缺乏任何前端濾波，存在產生雜散信號或將本底噪聲增加到所感興趣的信號水平的風險。

與其采用這種簡單的方法，不如選擇與更復雜的射頻下變頻器/調諧器進行集成，通過更多的功能和更好的性能，用戶可以獲得一個簡單、易于使用且經濟的解決方案。

5G中的干擾抑制

一家無線服務提供商現(xiàn)有大量手持頻譜分析儀的安裝基地，對他們來說，與其更換或升級所有的設備，他們的客戶更希望直接將硬件范圍擴展到40GHz，以用于干擾探測應用。此外，他們也不想對技術人員進行新設備的再培訓。

虹科HK-D4000射頻下變頻器/調諧器可以將其手持頻譜分析儀的性能擴展至40GHz，通過校準確保了信號特性得到保持，并且小巧的尺寸易于與現(xiàn)有分析儀進行集成，以便在現(xiàn)場使用。

全天候射頻監(jiān)控

5G無線要求運營商在廣闊的地理區(qū)域內監(jiān)控信號，干擾可能出現(xiàn)在隨機時間點的隨機位置來干擾網絡和蜂窩通信，而當工程師去尋找源頭時，它可能已經消失了。使用遠程傳感器，操作員可以進行全天候持續(xù)監(jiān)控，并自動向中心位置發(fā)出干擾警報。

通過與具有開放API的射頻下變頻器/調諧器（如虹科HK-D4000）集成，運營商無需更改現(xiàn)有基礎設施，并且可以在捕獲5G無線信號時保留相同的代碼、設置、用戶界面和培訓程序。

解決方案

與轉換頻譜塊的典型下變頻器不同，虹科HK-D4000 射頻下變頻器/調諧器輸出到以1.5GHz為中心的單一中頻頻率，用戶只需將其接收器或頻譜分析儀調諧至1.5GHz，將虹科HK-D4000調諧至所需頻率即可使用10MHz輸入和輸出時鐘參考進行同步。通過將每個單元調諧到中心頻率250MHz，用戶可以在接收器中聚合模擬響應以實現(xiàn)500MHz以上的分析帶寬。

虹科HK-D4000分析儀緊湊、經濟，且易于使用，可以輕松連接至現(xiàn)場頻譜分析儀。如圖所示，增益塊優(yōu)化信號以獲得盡可能最佳的噪聲系數(shù)，而內置可調諧本地振蕩器和預選濾波抑制可能導致雜散或干擾的帶外信號。這替代了對外部合成器的需要，并實現(xiàn)了干擾抑制或其他低功耗無線信號檢測應用。

校準還可以實現(xiàn)精確的信號測量，并易于與校準設備集成，與前文提到的簡單方法相比，對射頻輸入處的振幅和其他特性基于下變頻器/調諧器輸出的已知信號，允許進行更精確和深入的分析。

虹科HK-D4000下變頻器/調諧器通過以太網使用標準SCPI控制，可通過PC、網絡或頻譜分析儀輕松控制，包含了API、編程環(huán)境的豐富套件，包括C、C++和Python，使用戶能夠使用以最低的集成要求運行其現(xiàn)有應用程序。