O transceptor integrado de amostragem RF suporta salto rápido de frequência, operação multibanda e multimodo

　　Os mais recentes transceptores de amostragem direta de radiofrequência (RF)—incluindo dispositivos AFE7444 e AFE7422 da Texas Instruments, suportando quatro e dois canais de antena, respectivamente—oferecem uma série de recursos poderosos que possibilitam recursos avançados do sistema, como operação multibanda e multimodo, além de conversão de frequência e salto rápido de frequência.

　　Transceptores integrados de amostragem RF suportam salto rápido de frequência, operações multibanda e multimodo. Do ponto de vista do sistema, essas funções estão se tornando cada vez mais populares, como matrizes multifuncionais. Diferentes subarrays de grandes antenas de matriz em fase podem ser configurados para executar várias funções de acordo com condições específicas ou requisitos de tarefas; Isso inclui capacidades de radar, comunicações ou guerra eletrônica (EW), conforme mostrado na Figura 1.

　　Transceptores integrados de amostradores RF suportam salto rápido de frequência, operação multibanda e multimodo. Sistemas multifuncionais de matriz em fase Além disso, esses sistemas frequentemente exigem salto rápido de frequência para se ajustar gradualmente às frequências operacionais por meio de sequências repetidas ou arbitrárias, como mostrado na Figura 2. Executar essa abordagem pode evitar interferência humana, prevenir a detecção de sinais ou facilitar a implementação de técnicas anti-eletrônicas de falsificação (falsificação eletrônica: manipulação da assinatura eletrônica de sinais refletidos por radar).

　　Figura 2

　　Transceptores integrados de amostragem RF suportam salto rápido de frequência, operação multibanda e multimodo com agilidade em frequência em múltiplas regiões de Nyquist. Para entender melhor essas características, vamos primeiro examinar os módulos funcionais dos transceptores integrados de amostragem RF, como mostrado na Figura 3.

　　Transceptores integrados de amostragem RF suportam salto rápido de frequência, operação multibanda e multimodo AFE7444/AFE7422 Módulos funcionais de transceptores de amostragem RF. Quando o receptor e o transmissor são usados juntos, esses módulos oferecem recursos aprimorados das seguintes formas:

　　Ele opera em uma faixa de frequência RF extremamente ampla, de vários MHz até 6 GHz, lidando com largura de banda extremamente ampla e não instantânea, até 1,5 GHz.

　　Módulos digitais de processamento de sinal suportam agregação e desagregação de múltiplas subbandas ou formas de onda; cada subbanda ou forma de onda pode ser processada como um fluxo de dados digital independente, tanto no lado receptor quanto no transmissor.

　　Processamento de sinal multibanda ou multimodo

　　Agora vamos considerar casos de uso para lidar com sinais multibanda ou multimodo aproveitando amostragem, síntese e processamento digital de banda larga. Como mostrado na Figura 4.

　　Figura 4

　　O transceptor integrado de amostragem RF suporta salto rápido de frequência, operações multibanda e multimodo. Usando configurações de transmissão e recepção multibanda AFE7422 e AFE7444, essa configuração gera um sinal multibanda composto por três subbandas diferentes, com largura de banda total de 2,75 GHz. O receptor amostra toda a faixa de frequência em múltiplas zonas de Nyquist e então envia os dados da amostra para um módulo digital de conversão descendente (com múltiplos estágios paralelos). O método envolve o uso de osciladores de controle digital independentes (NCOs) e mixers digitais, selecionando múltiplas subbandas e convertendo-as em sinais de banda base. Aplique amostragem, depois reduza a taxa de amostragem de saída e suprima a perda fora de banda com base na largura de banda dos sinais individuais.

　　Por outro lado, no lado transmissor, cada fluxo de entrada digital é alimentado para múltiplos estágios paralelos de upconversion digital, e a upconversion converte o sinal de banda base para sua frequência alvo correspondente. Em seguida, os dados são superamostrados para a taxa de amostragem de saída do conversor digital-analógico de RF (DAC), que é então sintetizado em um sinal de banda larga fundido (variando de 700 MHz a 3,45 GHz) através do DAC RF na etapa final.

　　Conversão de frequência e salto de frequência

　　Você pode estender o caso anterior selecionando apenas uma única banda, usando loopbacks digitais internos, e então aplicando deslocamentos de frequência à subbanda selecionada antes de retransmitir o sinal. Como mostrado na Figura 5.

　　Figura 5

　　O transceptor integrado de amostragem RF suporta salto rápido de frequência, operações multibanda e multimodo, usando AFE7444/AFE7422 para alcançar conversão de frequência ou salto de frequência. Essa configuração captura os sinais multibanda mencionados anteriormente. O módulo de conversão digital para baixo seleciona uma subfita independente, converte-a em um sinal de banda base e a transmite através de um filtro digital. Filtros digitais removem perdas fora de banda, como harmônicos ou produtos de mistura. O caminho digital de loop-back integrado no chip suporta a alimentação direta de dados digitais de saída do receptor digital para o caminho do transmissor sem sair do chip ou conectar quaisquer dispositivos adicionais de processamento.

　　Simplesmente convertendo o sinal filtrado para cima, de volta para a frequência inicial recebida, o repetidor digital no chip é construído. Para implantar um transmissor de salto de frequência, o NCO do transmissor deve ser programado para emitir a nova frequência necessária, e então o sinal de mudança de frequência é retransmitido. Como mostrado na Figura 5, o traço amarelo no analisador de espectro é mostrado e comparado com o espectro multibanda inicialmente recebido (traço verde).

　　Figura 6

　　Transceptores integrados de sampler RF suportam salto rápido de frequência, transições de frequência de operação multibanda e multimodo em osciladores até agora. Ilustrei os conceitos básicos, e métodos semelhantes podem ser usados para suportar outros casos de uso, incluindo:

　　Conversão de frequência multibanda. Como múltiplos módulos paralelos de inversor descendente e conversor ascendente digitais são usados, você pode receber e desagregar sinais multibanda em múltiplos sinais independentes de subbanda, depois aplicar deslocamentos de frequência independentes a cada subsinal, reenviar para o caminho do transmissor via o loop digital interno do chip e retransmitir o sinal da subbanda após atingir uma nova frequência.

　　Salto rápido de frequência. Como podemos reprogramar os NCOs para obter frequências atualizadas em milissegundos, ou girar múltiplos NCOs disponíveis em cada caminho de sinal no modo pingue-pongue, podemos receber e enviar sinais de agilidade de frequência em sequências repetíveis ou arbitrárias. A conversão entre essas duas frequências é mostrada na Figura 6.

　　Geração de rampa/modo de síntese digital direta. O gerador de áudio de onda senoidal embutido para cada transmissor suporta rampas de geração de frequência e FMCW (FMCW), comumente usados em sistemas de radar.

　　Varredura simultânea em banda larga e observações em banda estreita. Como o estágio de amostragem front-end de cada receptor pode conectar múltiplos estágios de processamento digital, você pode optar por configurar um caminho de recepção para o modo banda larga. Ele gera dados de amostragem que abrangem toda a faixa de frequência de Nyquist e observa larguras de banda não instantâneas de até 1,5 GHz, escaneando assim a presença de sinais. Ao mesmo tempo, você pode configurar um segundo caminho no modo de amostragem de banda estreita para amplificar e analisar com precisão todos os sinais detectados no modo de banda larga.