原创 如何高效地扩展5G毫米波频段？（二）

航空航天和国防机构、频谱管理机构、移动网络运营商、研发机构等已经对当前蜂窝和Wi-Fi网络的频谱分析解决方案进行了投资，他们需要在部署和优化5G网络时进行分析和测试。

射频下变频器通过捕获高频信号并将其转换到较低的范围，扩展了现有分析设备的性能，通过与下变频器集成，频谱分析仪可以处理使用低噪声放大器（LNA）、混频器和固定振荡器设计的信号。虽然这种方法可能很简单，但因为它只支持块下变频，会给用户带来更多新的技术挑战。

通常一个简单的下变频器只需几个组件即可构建，如图所示，当输入分析仪在较低的频率范围内工作时，一个基本的下变频器可以被转换成一个频谱块。例如，使用这种简单方法设计的24‒40GHz射频下变频器可以捕获16GHz的频谱块，其中24GHz频段转换为直流，而40GHz频段转换为16GHz。

然而即使感兴趣的信号在分析仪的范围内，这种方法也会带来额外的挑战。由于每个低噪声放大器和混频器都具有随频率变化的增益特性，因此无法校准下变频信号，这使得无法查看关键信号属性，例如RF输入端口处的信号振幅。类似地，由于缺乏任何前端滤波，存在产生杂散信号或将本底噪声增加到所感兴趣的信号水平的风险。

与其采用这种简单的方法，不如选择与更复杂的射频下变频器/调谐器进行集成，通过更多的功能和更好的性能，用户可以获得一个简单、易于使用且经济的解决方案。

一家无线服务提供商现有大量手持频谱分析仪的安装基地，对他们来说，与其更换或升级所有的设备，他们的客户更希望直接将硬件范围扩展到40GHz，以用于干扰探测应用。此外，他们也不想对技术人员进行新设备的再培训。

虹科HK-D4000射频下变频器/调谐器可以将其手持频谱分析仪的性能扩展至40GHz，通过校准确保了信号特性得到保持，并且小巧的尺寸易于与现有分析仪进行集成，以便在现场使用。

5G无线要求运营商在广阔的地理区域内监控信号，干扰可能出现在随机时间点的随机位置来干扰网络和蜂窝通信，而当工程师去寻找源头时，它可能已经消失了。使用远程传感器，操作员可以进行全天候持续监控，并自动向中心位置发出干扰警报。

通过与具有开放API的射频下变频器/调谐器（如虹科HK-D4000）集成，运营商无需更改现有基础设施，并且可以在捕获5G无线信号时保留相同的代码、设置、用户界面和培训程序。

与转换频谱块的典型下变频器不同，虹科射频下变频器/调谐器输出到以1.5GHz为中心的单一中频频率，用户只需将其接收器或频谱分析仪调谐至1.5GHz，将其调谐至所需频率即可使用10MHz输入和输出时钟参考进行同步。通过将每个单元调谐到中心频率250MHz，用户可以在接收器中聚合模拟响应以实现500MHz以上的分析带宽。

虹科分析仪紧凑、经济，且易于使用，可以轻松连接至现场频谱分析仪。如图所示，增益块优化信号以获得尽可能最佳的噪声系数，而内置可调谐本地振荡器和预选滤波抑制可能导致杂散或干扰的带外信号。这替代了对外部合成器的需要，并实现了干扰抑制或其他低功耗无线信号检测应用。

校准还可以实现精确的信号测量，并易于与校准设备集成，与前文提到的简单方法相比，对射频输入处的振幅和其他特性基于下变频器/调谐器输出的已知信号，允许进行更精确和深入的分析。通过以太网使用标准SCPI控制，可通过PC、网络或频谱分析仪轻松控制，包含了API、编程环境的丰富套件，包括C、C++和Python，使用户能够使用以最低的集成要求运行其现有应用程序。