L’émetteur-récepteur d’échantillonnage RF intégré supporte le saut de fréquence rapide, le fonctionnement multibande et multimode

　　Les derniers émetteurs-récepteurs d’échantillonnage radio à fréquence directe (RF) — y compris les dispositifs AFE7444 et AFE7422 de Texas Instruments, supportant respectivement quatre et deux canaux d’antenne — offrent une gamme de fonctionnalités puissantes permettant des fonctionnalités système avancées telles que le fonctionnement multi-bande et multimode, ainsi que la conversion de fréquence et le saut rapide de fréquence.

　　Les émetteurs-récepteurs d’échantillonnage RF intégrés prennent en charge le saut de fréquence rapide, les opérations multibande et multi-mode. Du point de vue du système, ces fonctions deviennent de plus en plus populaires, comme les réseaux multifonctionnels. Différents sous-réseaux de grandes antennes à réseau phasé peuvent être configurés pour effectuer diverses fonctions selon des conditions spécifiques ou des exigences de tâches ; Cela inclut les capacités radar, de communication ou de guerre électronique (EW), comme illustré à la Figure 1.

　　Les émetteurs-récepteurs RF intégrés prennent en charge le saut de fréquence rapide, le fonctionnement multi-bande et multi-mode. Systèmes multifonctionnels à réseau phasé De plus, ces systèmes nécessitent souvent un saut de fréquence rapide pour s’adapter progressivement aux fréquences de fonctionnement par des séquences répétées ou arbitraires, comme montré à la Figure 2. L’exécution de cette approche peut éviter les interférences humaines, empêcher la détection des signaux ou faciliter la mise en œuvre de techniques d’usurpation électronique (usurpation électronique : altération de la signature électronique des signaux radar réfléchis).

　　Figure 2

　　Les émetteurs-récepteurs d’échantillonnage RF intégrés supportent le saut rapide de fréquence, le fonctionnement multi-bande et multi-mode avec une agilité fréquentielle à travers plusieurs régions de Nyquist. Pour mieux comprendre ces caractéristiques, examinons d’abord les modules fonctionnels des émetteurs-récepteurs d’échantillonnage RF intégrés, comme montré à la Figure 3.

　　Les émetteurs-récepteurs d’échantillonnage RF intégrés supportent le saut de fréquence rapide, le fonctionnement multi-bande et multi-mode AFE7444/AFE7422 Modules fonctionnels des émetteurs-récepteurs d’échantillonnage RF. Lorsque le récepteur et l’émetteur sont utilisés ensemble, ces modules offrent des fonctionnalités améliorées de la manière suivante :

　　Il fonctionne sur une plage de fréquences RF extrêmement large, de plusieurs MHz jusqu’à 6 GHz, gérant une bande passante non instantanée extrêmement large, jusqu’à 1,5 GHz.

　　Les modules de traitement numérique du signal supportent l’agrégation et la désagrégation de plusieurs sous-bandes ou formes d’onde, chaque sous-bande ou forme d’onde peut être traitée comme un flux de données numérique indépendant, que ce soit du côté récepteur ou émetteur.

　　Traitement du signal multi-bande ou multi-mode

　　Examinons maintenant des cas d’utilisation pour gérer des signaux multi-bandes ou multi-modes en tirant parti des capacités d’échantillonnage, de synthèse et de traitement numérique à large bande. Comme montré à la Figure 4.

　　Figure 4

　　Le récepteur d’échantillonnage RF intégré supporte des opérations rapides de saut de fréquence, multi-bande et multi-mode. En utilisant AFE7422 et AFE7444 des configurations de transmission et de réception multibandes, cette configuration génère un signal multibande composé de trois sous-bandes différentes, avec une bande passante totale de 2,75 GHz. Le récepteur échantillonne sur toute la bande de fréquences à travers plusieurs zones de Nyquist, puis transmet les données de l’échantillon à un module de conversion numérique vers le bas (avec plusieurs étages parallèles). La méthode consiste à utiliser des oscillateurs numériques indépendants (NCO) et des mixeurs numériques, sélectionnant plusieurs sous-bandes et les convertissant en signaux de bande de base. Appliquez un échantillonnage, puis réduisez la fréquence d’échantillonnage de sortie et supprimez les pertes hors bande en fonction de la bande passante des signaux individuels.

　　Inversement, du côté émettant, chaque flux d’entrée numérique est envoyé à plusieurs étapes parallèles de conversion numérique montante, et la conversion ascendante convertit le signal de base en fréquence cible correspondante. Ensuite, les données sont suréchantillonnées à la fréquence d’échantillonnage de sortie du convertisseur numérique-analogique RF (DAC), qui est ensuite synthétisée en un signal large bande fusionné (allant de 700 MHz à 3,45 GHz) via le DAC RF à l’étape finale.

　　Conversion de fréquence et saut de fréquence

　　Vous pouvez prolonger le cas précédent en sélectionnant une seule bande, en utilisant des boucles numériques internes, puis en appliquant des décalages de fréquence à la sous-bande sélectionnée avant de retransmettre le signal. Comme montré à la Figure 5.

　　Figure 5

　　L’émetteur-récepteur d’échantillonnage RF intégré prend en charge le sauts de fréquence rapides, les opérations multi-bandes et multi-modes, utilisant AFE7444/AFE7422 pour réaliser la conversion de fréquence ou le saut de fréquence. Cette configuration capture les signaux multi-bandes mentionnés précédemment. Le module de conversion numérique descendante sélectionne une sous-bande indépendante, la convertit en signal de bande de base, puis la transmet via un filtre numérique. Les filtres numériques éliminent les pertes hors bande, telles que les harmoniques ou les produits de mélange. Le chemin de boucle numérique intégré permet d’envoyer directement les données de sortie numérique du récepteur numérique dans le chemin de l’émetteur sans quitter la puce ni connecter d’autres dispositifs de traitement.

　　En convertissant simplement le signal filtré vers le haut vers la fréquence initiale reçue, le répéteur numérique intégré est construit. Pour déployer un émetteur à saut de fréquence, le sous-officier de l’émetteur doit être programmé pour diffuser la nouvelle fréquence requise, puis le signal de décalage de fréquence est retransmis. Comme montré à la Figure 5, la trace jaune dans l’analyseur de spectre est montrée et comparée au spectre multibande initialement reçu (trace verte).

　　Figure 6

　　Les émetteurs-récepteurs RF intégrés prennent en charge les transitions fréquentielles de fonctionnement rapides et multi-bandes et multimodes sur les oscillateurs jusqu’à présent. J’ai illustré les concepts de base, et des méthodes similaires peuvent être utilisées pour supporter d’autres cas d’usage, notamment :

　　Conversion de fréquence multi-bande. Comme plusieurs modules parallèles de rétro-inverseur et de convertisseur montant numérique sont utilisés, vous pouvez recevoir et désagréger des signaux multibande en plusieurs sous-bandes indépendantes, puis appliquer des décalages de fréquence indépendants à chaque sous-bande, renvoyer le chemin de l’émetteur via la boucle numérique interne intégrée, et retransmettre le signal en sous-bande après avoir atteint une nouvelle fréquence.

　　Sautait de fréquence rapide. Parce que nous pouvons reprogrammer les sous-officiers pour obtenir des fréquences mises à jour en quelques millisecondes, ou faire tourner plusieurs sous-officiers disponibles sur chaque chemin de signal en mode ping-pong, nous pouvons recevoir et envoyer des signaux d’agilité en fréquence dans des séquences répétables ou arbitraires. La conversion entre ces deux fréquences est illustrée à la Figure 6.

　　Génération de rampes/mode synthèse numérique directe. Le générateur audio sinusoïdal intégré pour chaque émetteur prend en charge les rampes de génération de fréquence et FMCW (FMCW) couramment utilisées dans les systèmes radar.

　　Balayage large bande et observations à bande étroite simultanées. Puisque chaque étage d’échantillonnage frontal peut connecter plusieurs étapes de traitement numérique, vous pouvez choisir de configurer un chemin de réception pour le mode haut débit. Il fournit des données d’échantillonnage couvrant toute la bande de fréquences de Nyquist et observe des bandes passantes non instantanées jusqu’à 1,5 GHz, scannant ainsi la présence de signaux. En même temps, vous pouvez configurer un second chemin en mode échantillonnage à bande étroite pour amplifier et analyser précisément tous les signaux détectés en mode large bande.