El transceptor integrado de muestreo RF soporta salto rápido de frecuencia, operación multibanda y multimodo

　　Los últimos transceptores de muestreo directo de radiofrecuencia (RF)—incluidos los dispositivos AFE7444 y AFE7422 de Texas Instruments, que soportan cuatro y dos canales de antena respectivamente—ofrecen una gama de potentes características que permiten funciones avanzadas del sistema como operación multibanda y multimodo, así como conversión de frecuencia y salto rápido de frecuencia.

　　Los transceptores de muestreo RF integrados soportan salto rápido de frecuencia, operaciones multibanda y multimodo. Desde la perspectiva del sistema, estas funciones están ganando popularidad, como los arreglos multifuncionales. Diferentes submatrices de grandes antenas de matriz en fase pueden configurarse para realizar diversas funciones según condiciones específicas o requisitos de tareas; Esto incluye capacidades de radar, comunicaciones o guerra electrónica (EW), como se muestra en la Figura 1.

　　Los transceptores de muestreadores RF integrados soportan salto rápido de frecuencia, operación multibanda y multimodo. Sistemas multifuncionales de matriz en fase Además, estos sistemas suelen requerir salto rápido de frecuencia para ajustarse gradualmente a las frecuencias de operación mediante secuencias repetidas o arbitrarias, como se muestra en la Figura 2. Ejecutar este enfoque puede evitar interferencias humanas, evitar la detección de señales o facilitar la implementación de técnicas de suplantación antielectrónica (suplantación electrónica: manipulación de la firma electrónica de señales reflejadas por radar).

　　Figura 2

　　Los transceptores de muestreo RF integrados soportan salto rápido de frecuencia, operación multibanda y multimodo con agilidad en frecuencia a través de múltiples regiones de Nyquist. Para comprender mejor estas características, examinemos primero los módulos funcionales de los transceptores de muestreo RF integrados, como se muestra en la Figura 3.

　　Los transceptores integrados de muestreo RF soportan salto rápido de frecuencia, operación multibanda y multimodo AFE7444/AFE7422 Módulos funcionales de transceptores de muestreo RF. Cuando el receptor y el transmisor se usan juntos, estos módulos ofrecen características mejoradas de las siguientes maneras:

　　Opera en un rango de frecuencias RF extremadamente amplio, desde varios MHz hasta 6 GHz, gestionando un ancho de banda no instantáneo extremadamente amplio, hasta 1,5 GHz.

　　Los módulos de procesamiento digital de señales soportan la agregación y desagregación de múltiples subbandas o formas de onda; cada subbanda o forma de onda puede procesarse como un flujo de datos digital independiente, tanto en el lado receptor como en el transmisor.

　　Procesamiento de señales multibanda o multimodo

　　Ahora consideremos casos de uso para manejar señales multibanda o multimodo aprovechando las capacidades de muestreo, síntesis y procesamiento digital de banda ancha. Como se muestra en la Figura 4.

　　Figura 4

　　El transceptor integrado de muestreo RF soporta operaciones rápidas de salto de frecuencia, multibanda y multimodo. Utilizando configuraciones de transmisión y recepción multibanda AFE7422 y AFE7444, esta configuración genera una señal multibanda compuesta por tres subbandas diferentes, con un ancho de banda total de 2,75 GHz. El receptor muestrea a lo largo de toda la banda de frecuencia a través de múltiples zonas de Nyquist y luego alimenta los datos de muestra a un módulo digital de conversión descendente (con múltiples etapas paralelas). El método consiste en utilizar osciladores de control digital independientes (NCOs) y mezcladores digitales, seleccionar múltiples subbandas y convertirlas en señales de banda base. Aplicar muestreo, luego reducir la frecuencia de muestreo de salida y suprimir la pérdida fuera de banda en función del ancho de banda de las señales individuales.

　　Por el contrario, en el lado transmisor, cada flujo de entrada digital se alimenta a múltiples etapas paralelas de conversión ascendente digital, y la conversión ascendente convierte la señal de banda base a su frecuencia objetivo correspondiente. Después, los datos se supermuestrean a la frecuencia de muestreo de salida del convertidor digital-analógico de RF (DAC), que se sintetiza en una señal de banda ancha fusionada (que va de 700 MHz a 3,45 GHz) a través del DAC de RF en la etapa final.

　　Conversión de frecuencia y salto de frecuencia

　　Puedes extender el caso anterior seleccionando solo una banda, usando loopbacks digitales internos, y luego aplicando desplazamientos de frecuencia a la subbanda seleccionada antes de retransmitir la señal. Como se muestra en la Figura 5.

　　Figura 5

　　El transceptor integrado de muestreo RF soporta salto rápido de frecuencia, operaciones multibanda y multimodo, utilizando AFE7444/AFE7422 para lograr la conversión o salto de frecuencia. Esta configuración captura las señales multibanda mencionadas anteriormente. El módulo de conversión digital hacia abajo selecciona una subcinta independiente, la convierte en una señal de banda base y la transmite a través de un filtro digital. Los filtros digitales eliminan la pérdida fuera de banda, como armónicos o productos de mezcladora. La ruta digital de bucle de retorno integrada en chip permite enviar directamente datos de salida digital desde el receptor digital a la ruta del transmisor sin salir del chip ni conectar ningún dispositivo de procesamiento adicional.

　　Simplemente convirtiendo la señal filtrada hacia arriba de nuevo a la frecuencia inicial recibida, se construye el repetidor digital en chip. Para desplegar un transmisor de salto de frecuencia, el suboficial del transmisor debe programarse para emitir la nueva frecuencia requerida, y luego se retransmite la señal de cambio de frecuencia. Como se muestra en la Figura 5, se muestra y compara la traza amarilla en el analizador de espectro con el espectro multibanda recibido inicialmente (traza verde).

　　Figura 6

　　Los transceptores de muestreadores RF integrados soportan transiciones de frecuencia rápidas de saltos de frecuencia, operación multibanda y multimodo en osciladores hasta ahora. He ilustrado los conceptos básicos, y métodos similares pueden usarse para soportar otros casos de uso, incluyendo:

　　Conversión de frecuencia multibanda. Como se utilizan múltiples módulos paralelos de inversor descendente y convertidor ascendente, puedes recibir y desagregar señales multibanda en múltiples señales independientes de subbanda, luego aplicar desplazamientos de frecuencia independientes a cada subbanda, retroalimentar la ruta del transmisor a través del bucle digital interno del chip y retransmitir la señal de subbanda tras alcanzar una nueva frecuencia.

　　Salto rápido de frecuencia. Como podemos reprogramar a los suboficiales para obtener frecuencias actualizadas en milisegundos, o rotar varios suboficiales disponibles en cada ruta de señal en modo ping-pong, podemos recibir y enviar señales de agilidad en frecuencia en secuencias repetibles o arbitrarias. La conversión entre estas dos frecuencias se muestra en la Figura 6.

　　Generación de rampa/modo de síntesis digital directa. El generador de audio de onda senoidal incorporado para cada transmisor soporta rampas de generación de frecuencia y FMCW (FMCW), comúnmente usados en sistemas de radar.

　　Escaneo simultáneo en banda ancha y observaciones en banda estrecha. Dado que la etapa de muestreo frontal de cada receptor puede conectar varias etapas de procesamiento digital, puedes elegir configurar un camino de recepción para el modo de banda ancha. Emite datos de muestreo que abarcan toda la banda de frecuencia de Nyquist y observa anchos de banda no instantáneos de hasta 1,5 GHz, escaneando así la presencia de señales. Al mismo tiempo, puedes configurar un segundo camino en el modo de muestreo de banda estrecha para amplificar y analizar con precisión todas las señales detectadas en modo de banda ancha.