통합 RF 샘플링 송수신기는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원합니다

　　최신 직접 무선 주파수(RF) 샘플링 송수신기—텍사스 인스트루먼트의 AFE7444 및 AFE7422 장치를 포함하며, 각각 4개 및 2개 안테나 채널을 지원하며—다중 대역 및 다중 모드 작동, 주파수 변환 및 빠른 주파수 도약 등 고급 시스템 기능을 가능하게 하는 다양한 강력한 기능을 제공합니다.

　　통합 RF 샘플링 트랜시버는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원합니다. 시스템 관점에서 이러한 기능들은 다기능 배열과 같이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 대형 위상 배열 안테나의 다양한 하위 배열은 특정 조건이나 작업 요구에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있습니다; 여기에는 레이더, 통신, 전자전(EW) 능력이 포함되며, 그림 1에 나타난 바와 같습니다.

　　통합 RF 샘플러 트랜시버는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 작동을 지원합니다. 다기능 위상 배열 시스템 더욱이, 이러한 시스템은 반복적이거나 임의의 순서를 통해 점진적으로 동작 주파수에 적응하기 위해 빠른 주파수 도약이 자주 필요합니다. 이는 그림 2에 나타난 것입니다. 이 방식을 실행하면 인간의 간섭을 피하고, 신호 탐지를 방지하며, 전자변조 방지 기법(전자 스푸핑: 레이더 반사 신호의 전자 신호를 조작하는 기술)의 구현을 촉진할 수 있습니다.

　　그림 2

　　통합 RF 샘플링 트랜시버는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원하며 여러 나이퀴스트 영역에 걸친 주파수 민속성을 지원합니다. 이러한 특징을 더 깊이 이해하기 위해, 먼저 그림 3에 나타난 통합 RF 샘플링 트랜시버의 기능 모듈을 살펴보겠습니다.

　　통합 RF 샘플링 송수신기는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원합니다 AFE7444/AFE7422 RF 샘플링 송수신기의 기능 모듈입니다. 수신기와 송신기가 함께 사용할 경우, 이 모듈들은 다음과 같은 향상된 기능을 제공합니다:

　　이 장치는 수 MHz에서 6 GHz에 이르는 매우 넓은 RF 주파수 범위에서 동작하며, 최대 1.5 GHz까지 매우 넓은 비즉각적 대역폭을 처리합니다.

　　디지털 신호 처리 모듈은 여러 서브밴드 또는 파형의 집계 및 분해를 지원하며, 각 서브밴드나 파형은 수신 측 또는 송신 측 모두에서 독립적인 디지털 데이터 스트림으로 처리할 수 있습니다.

　　다중 대역 또는 다중 모드 신호 처리

　　이제 광대역 샘플링, 합성, 디지털 처리 기능을 활용해 다중 대역 또는 다중 모드 신호를 처리하는 사용 사례를 살펴보겠습니다. 그림 4에 나타난 것처럼.

　　그림 4

　　통합 RF 샘플링 송수신기는 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원합니다. AFE7422 및 AFE7444 다중 대역 송수신 구성을 사용하여 이 구성은 세 개의 서로 다른 서브밴드로 구성된 다중 대역 신호를 생성하며, 총 대역폭은 2.75 GHz입니다. 수신기는 여러 나이퀴스트 존에 걸쳐 전체 주파수 대역을 샘플링한 후, 샘플 데이터를 여러 병렬 단계가 있는 디지털 다운컨버전 모듈로 공급합니다. 이 방법은 독립적인 디지털 제어 발진기(NCO)와 디지털 믹서를 사용하여 여러 서브밴드를 선택하고 이를 베이스밴드 신호로 변환하는 방식을 포함합니다. 샘플링을 적용한 후 출력 샘플링 속도를 줄이고, 개별 신호의 대역폭에 따라 아웃 오브 밴드 손실을 억제합니다.

　　반대로 송신 측에서는 각 디지털 입력 스트림이 여러 개의 병렬 디지털 업컨버전 단계에 입력되며, 업컨버전을 통해 베이스밴드 신호를 해당 목표 주파수로 변환합니다. 그 후 데이터는 RF 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 출력 샘플링 속도에 슈퍼샘플링되어, 최종 단계에서 RF DAC를 통해 700 MHz에서 3.45 GHz 범위의 광대역 신호로 합성됩니다.

　　주파수 변환 및 주파수 도약

　　이전 경우를 확장하면 단일 대역만 선택하고 내부 디지털 루프백을 사용한 뒤, 선택한 서브밴드에 주파수 이동을 적용한 후 신호를 재전송할 수 있습니다. 그림 5에 나타난 것처럼.

　　그림 5

　　통합 RF 샘플링 트랜시버는 AFE7444/AFE7422를 사용하여 주파수 변환 또는 주파수 도약을 달성하며 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작을 지원합니다. 이 구성은 앞서 언급한 다중 대역 신호를 포착합니다. 디지털 다운컨버전 모듈은 독립적인 서브 테이프를 선택하여 베이스밴드 신호로 변환한 후 디지털 필터를 통해 전송합니다. 디지털 필터는 고조파나 믹서 제품과 같은 대역 외 손실을 제거합니다. 칩 내 디지털 루프백 경로는 칩을 벗어나거나 추가 처리 장치를 연결하지 않고도 디지털 수신기에서 송신기 경로로 디지털 출력 데이터를 직접 전달할 수 있도록 지원합니다.

　　필터링된 신호를 단순히 상향 방향으로 초기 수신 주파수로 변환함으로써 온칩 디지털 중계기가 구축됩니다. 주파수 도약 송신기를 배치하려면, 송신기의 NCO가 필요한 새로운 주파수를 출력하도록 프로그래밍되어야 하며, 그 후 주파수 이동 신호를 재전송해야 합니다. 그림 5에서 보듯이, 스펙트럼 분석기에서 노란색 트레이스가 처음 수신된 다중 대역 스펙트럼(녹색 트레이스)과 비교됩니다.

　　그림 6

　　통합 RF 샘플러 트랜시버는 지금까지 발진기에서 빠른 주파수 도약, 다중 대역 및 다중 모드 동작 주파수 전환을 지원합니다. 기본 개념을 설명했으며, 유사한 방법들은 다음과 같은 다른 사용 사례를 지원하는 데 사용할 수 있습니다:

　　다중 대역 주파수 변환. 여러 개의 병렬 디지털 다운인버터 및 업컨버터 모듈을 사용하기 때문에, 다중 대역 신호를 여러 개의 독립적인 서브밴드 신호로 수신하고 분리한 후, 각 서브밴드 신호에 독립적인 주파수 이동을 적용한 뒤, 칩 내 디지털 루프를 통해 송신기 경로로 피드백을 주고, 새로운 주파수에 도달하면 서브밴드 신호를 재전송할 수 있습니다.

　　빠른 주파수 도약. 부사관을 재프로그래밍하여 밀리초 단위로 최신 주파수를 얻거나, 각 신호 경로에 있는 여러 부사관을 탁구 모드로 순환시킬 수 있기 때문에, 주파수 민첩성 신호를 반복 또는 임의의 순서로 수신하고 보낼 수 있습니다. 이 두 주파수 간의 변환은 그림 6에 나와 있습니다.

　　램프 생성/직접 디지털 합성 모드. 각 송신기에 내장된 사인파 오디오 발생기는 레이더 시스템에서 흔히 사용되는 주파수 램프 생성과 FMCW(FMCW)를 지원합니다.

　　광대역 스캐닝과 협대역 관측이 동시에 이루어집니다. 각 수신기의 프론트엔드 샘플링 스테이지가 여러 디지털 처리 단계를 연결할 수 있기 때문에, 광대역 모드용 수신 경로를 설정할 수 있습니다. 이 장치는 나이퀴스트 전체 주파수 대역에 걸쳐 샘플링 데이터를 출력하며, 최대 1.5 GHz까지 비즉각적인 대역폭을 관측하여 신호의 존재를 스캔합니다. 동시에, 협대역 샘플링 모드에서는 두 번째 경로를 설정하여 광대역 모드에서 감지된 모든 신호를 증폭하고 정밀하게 분석할 수 있습니다.