EW和SIGINT调频器是需要设计的最复杂的子系统之一，在多方面因素的驱动下，设计挑战逐年变得艰巨。首先，这些子系统不仅必须在密集的频谱环境中检测信号，不再局限于HF到6GHz，甚至会高达50或60GHz。
此外，在这么宽的频谱范围内找到目标信号对于SIGINT和EW系统来说已经变得令人望而生畏，特别是在机载环境中，每增加1ns的响应时间都会增加对威胁的暴露机会。因此，调频器必须同时实现极高的灵敏度、极高的无杂散动态范围，极快的调谐速度以及其他关键指标的高性能。
国防部希望部署的EW和SIGINT系统具有最少的组件和最低的功耗，并且封装在最小的面积内。 调频器制造商正在迎接这一挑战。但事实仍然是，覆盖50GHz的频谱需要多个调频器，而这些调频器不能容纳在一个很小的外壳中——至少现在还不能。好消息是数字技术可以取代或消除传统的模拟域的相关技术。
由于数字设备取代或消除接收器中的模拟功能，在某些设计中，调频器几乎消失在接收器的范围内，这在很大程度上要归功于两大技术的进步：
第一个：直接数字合成技术（DDS） ，它的优点包括频率之间的快速切换、精细的频率分辨率和在更宽的频率范围内的操作。DDS整体性能依赖于它的无杂散动态范围、相位噪声和相位抖动，以及其转换器的性能。虽然DDS曾经需要大量的组件，但现在它可以在一个耗电量很小的小设备上实现。
第二个，直接射频采样 ，它也简化了接收器的设计，大大减少了模拟组件的数量，从而带来更小的面积和更高的效率。它的简化结构还消除了噪声、图像和其他错误的潜在来源，例如本振泄漏和正交损耗。
例如，使用久负盛名的外差接收机结构，输入的信号被下变频到较低的中频，然后再被数字化、滤波和解调，这通常需要由带通滤波器、低噪声放大器（LNA）、混频器和本振（LO）组成的射频前端。
相比之下，直接射频采样接收机仅由低噪声放大器、滤波器和模数转换器（ADC）组成。无需混频器和本振，因为ADC直接将模拟射频信号数字化，然后将数据流发送到FPGA进行处理。它也可以采用数字而不是模拟滤波器，除了那些需要消除混叠和重建。简而言之，模拟频率转换是不需要的，所以设计更简单、更小，并且可能更便宜。
然而，伴随着这些好处，设计挑战也随之而来。其中最重要的是，直接接收更高频率需要具有更高采样率的ADC，因此整个接收器的性能在很大程度上依赖于这一单一设备的进步。
例如，ADC的瞬时带宽由Nyquist采样决定，其中采样率是输入信号最高频率的两倍。比如说，如果这个频率是40GHz，那么采样率至少需要80 GSPS，这是一个巨大的挑战。
只有那些“需要知道”的人才能回答这一问题，因为这些设备要么是由测试设备制造商设计和制造，专门用于他们自己的产品，要么只能由国防部使用。不过，可以肯定的是，ADC的顶级性能远远超过了网上可见的性能。
整体性能也可以通过时间交织的多个（完全相同的）ADC来实现，这使得比每个转换器的采样率更高的速率采样数据成为可能。它还可以通过单个ADC的两个信道交织采样来实现，例如，其中每个信道具有5.2 GSPS的采样率，可以得到单个信道10.4 GSPS的采样率和5.2 GHz的瞬时带宽。
将多个ADC交织在一起可以产生显著的效果，例如100GHz的瞬时带宽。可以看出，交织是困难的，也提出了重大的设计挑战，但当这些得到充分解决，结果可以是壮观的。
虽然DDS和直接射频采样是提高调频器技术水平所必需的基本技术，但也有其他技术，它们共同确保在未来几年中，设计师不会缺少好的问题要克服。
本文来源于用户翻译，英文来源JED杂志。需要英文原文的请给“雷达通信电子战”微信公众号发送“ 0227 ”查看。
此外，在这么宽的频谱范围内找到目标信号对于SIGINT和EW系统来说已经变得令人望而生畏，特别是在机载环境中，每增加1ns的响应时间都会增加对威胁的暴露机会。因此，调频器必须同时实现极高的灵敏度、极高的无杂散动态范围，极快的调谐速度以及其他关键指标的高性能。
国防部希望部署的EW和SIGINT系统具有最少的组件和最低的功耗，并且封装在最小的面积内。 调频器制造商正在迎接这一挑战。但事实仍然是，覆盖50GHz的频谱需要多个调频器，而这些调频器不能容纳在一个很小的外壳中——至少现在还不能。好消息是数字技术可以取代或消除传统的模拟域的相关技术。
由于数字设备取代或消除接收器中的模拟功能，在某些设计中，调频器几乎消失在接收器的范围内，这在很大程度上要归功于两大技术的进步：
第一个：直接数字合成技术（DDS） ，它的优点包括频率之间的快速切换、精细的频率分辨率和在更宽的频率范围内的操作。DDS整体性能依赖于它的无杂散动态范围、相位噪声和相位抖动，以及其转换器的性能。虽然DDS曾经需要大量的组件，但现在它可以在一个耗电量很小的小设备上实现。
第二个，直接射频采样 ，它也简化了接收器的设计，大大减少了模拟组件的数量，从而带来更小的面积和更高的效率。它的简化结构还消除了噪声、图像和其他错误的潜在来源，例如本振泄漏和正交损耗。
例如，使用久负盛名的外差接收机结构，输入的信号被下变频到较低的中频，然后再被数字化、滤波和解调，这通常需要由带通滤波器、低噪声放大器（LNA）、混频器和本振（LO）组成的射频前端。
相比之下，直接射频采样接收机仅由低噪声放大器、滤波器和模数转换器（ADC）组成。无需混频器和本振，因为ADC直接将模拟射频信号数字化，然后将数据流发送到FPGA进行处理。它也可以采用数字而不是模拟滤波器，除了那些需要消除混叠和重建。简而言之，模拟频率转换是不需要的，所以设计更简单、更小，并且可能更便宜。
然而，伴随着这些好处，设计挑战也随之而来。其中最重要的是，直接接收更高频率需要具有更高采样率的ADC，因此整个接收器的性能在很大程度上依赖于这一单一设备的进步。
例如，ADC的瞬时带宽由Nyquist采样决定，其中采样率是输入信号最高频率的两倍。比如说，如果这个频率是40GHz，那么采样率至少需要80 GSPS，这是一个巨大的挑战。
只有那些“需要知道”的人才能回答这一问题，因为这些设备要么是由测试设备制造商设计和制造，专门用于他们自己的产品，要么只能由国防部使用。不过，可以肯定的是，ADC的顶级性能远远超过了网上可见的性能。
整体性能也可以通过时间交织的多个（完全相同的）ADC来实现，这使得比每个转换器的采样率更高的速率采样数据成为可能。它还可以通过单个ADC的两个信道交织采样来实现，例如，其中每个信道具有5.2 GSPS的采样率，可以得到单个信道10.4 GSPS的采样率和5.2 GHz的瞬时带宽。
将多个ADC交织在一起可以产生显著的效果，例如100GHz的瞬时带宽。可以看出，交织是困难的，也提出了重大的设计挑战，但当这些得到充分解决，结果可以是壮观的。
虽然DDS和直接射频采样是提高调频器技术水平所必需的基本技术，但也有其他技术，它们共同确保在未来几年中，设计师不会缺少好的问题要克服。
本文来源于用户翻译，英文来源JED杂志。需要英文原文的请给“雷达通信电子战”微信公众号发送“ 0227 ”查看。
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