原创 RF/微波测试设备最新技术进展

射频与微波测试设备的最新技术进展一般意味着简化测试过程、提高测量速度、改善测量精度，或者在这三个方面进行综合优化。例如，安捷伦(Agilent)科技公司最近发布了新的安捷伦虚拟机架(Virtual Rack)平台，这种软硬件相结合的平台为航天与国防领域的用户构建灵活的测试系统框架提供了一种非常便捷的方法。虚拟机架平台将基于阵列架构的所有系统单元都进行了解耦处理，用配置元件与服务的方法取代系统集成所需的编程工作。这样，系统集成过程就可以与各种专用接口或编程语言独立开来。安捷伦还致力于提高微波测量的精度，比如噪声系数。该公司最近在PNA-X系列矢量网络分析仪(VNA)上实现了频率高达26.5GHz的源端校正噪声系数测量功能。

罗德与施瓦茨公司通过推出内含全功能频谱分析仪的ZVL系列VNA，增强了其VNA产品的性能。该ZVL系列涵盖频率为9kHz~3GHz以及9kHz~6GHz的多个型号的产品，它们都提供具有同样频率范围的频谱分析仪。除了具有50dB典型方向性的VNA以及对所有四种S参数的双向测试设置功能之外，这些仪器所提供的频谱分析仪选件达到了1Hz分辨率和5ms的扫描速度，在1kHz载波偏移下的相位噪声优于-95dBc/Hz。

安捷伦在PNA-X系列VNA上实现了频率高达26.5GHz的源端校正噪声系数测量功能。

在更小的封装内实现更多功能是测量技术的共同发展趋势，这一点通过Wide Band Systems公司推出的模块化、快速调谐频率合成器就可见一斑。这一紧凑型频率合成器的封装尺寸大小只有6.5×6.5×1.05英寸，在±15和+5.2V DC电源下的最大功耗为18W，在2~18GHz频率范围内具有5ms的开关速度，输出功率为+10dBm。这种低相位噪声的合成器非常适合于需要多个信号源或者高产能测试的自动测试设备(ATE)应用，例如雷达截面(RCS)和天线测量。

Programmed Test Sources公司最近发布了PTS 1600型频率合成器的增强版本PTS 1600 X-142，该频率合成器在10~1600MHz频率范围内具有快速开关功能。PTS 1600 X-142与原来的PTS 1600一样具有低相位噪声(在10kHz载波偏移下优于-120dBc/Hz)和快速的开关速度(3~20ms)，同时扩展了宽带调制功能，能支持AM、FM和相位调制。

为了提高测试设备的使用效率，并重复使用测试设备，军事用户在ATE系统中采用一种称为合成仪器(SI)的技术，从而使用可通过控制软件改变功能的灵活功能块。例如，Elcom Technologies公司推出的VMESG系列频率合成器就是针对2~18GHz频率范围内的SI应用而开发的。该合成器具有200ms的开关速度，在100kHz载波偏移下的相位噪声仅为-100dBc/Hz，是一种结构紧凑的插件式VME模块。利用软件可定义功能块构建系统的SI测试系统技术通常被称为虚拟仪器(VI)。其他的SI设备供应商还包括安捷伦、Aeroflex以及美国国家仪器公司(NI)。

伴随SI设备出现的技术还有基于LAN的标准仪器用LAN扩展(LXI)技术。LXI正在越来越多的民用和军用ATE应用中受到青睐。推动LXI技术的行业联盟——LXI联盟根据对其成员厂商的调查而于近期发布的结果显示，当前每年销售的基于LXI的测试设备已经超过了2亿美元。LXI联盟同时还宣布其成员已有400多家公司，包括安捷伦、吉时利仪器有限公司、Pickering Interfaces、罗德与施瓦茨以及VXI Technology公司。

测试设备的研发通常是受新兴市场的预期增长推动的，例如WiMAX技术。例如，Anritsu公司最近推出了一种用于移动WiMAX网络的配置、安装和维护的便携式手持测试方案。这一功能内嵌在Anritsu公司的BTS Master和Spectrum Master手持仪器中，支持对WiMAX信号的射频、解调和无线测量。该功能有三种可用选件，能够实现多种移动WiMAX信号的测量，包括信道频谱、功率与时间的关系分析、相邻信道功率比(ACPR)和各种误差向量幅值(EVM)的测量。

测试技术增长的另一个潜在市场是超宽带(UWB)通信。UWB是几年前由FCC向民用领域开放的一种通信标准。尽管市场上的低功耗USB收发器数量仍然很少，但是某些测试设备制造商已经开始针对未来的技术需求进行积极准备，例如泰克(Tektronix)公司最近为DPO/DSA70000示波器推出了泰克超宽带软件(Tektronix UWB)。该软件扩展了实时示波器(频率可达20GHz)的调试与分析功能，使其能实时分析UWB信号。这一软/硬件相结合的方案能测量信号的功率谱密度(PSD)，具有单通道每秒50G次采样的速度和5MHz的分辨率带宽，能实现与频谱分析仪类似的显示效果。该公司最近还为AWG5000和AWG7000型任意波形发生器推出了RFXpress软件，用于创建RF/IF/IQ波形以及编缉数字调制信号。该软件支持标准的调制格式，例如QPSK、QAM、GMSK和客户自定义的调制格式。

吉时利仪器有限公司最近也针对其射频矢量信号发生器系列产品(例如2910型射频矢量信号发生器)发布了新的软件平台SignalMeister。这种基于PC的软件能帮助用户创建可以下载到2910型射频矢量信号发生器内使用的任意波形文件。该软件还支持多种格式的波形库，包括TD-SCDMA。2910型矢量信号发生器采用了软件无线电(SDR)架构，具有较好的功能灵活性。另外，吉时利最近还收购了Lyocom公司，后者曾经从事复杂波形的产生与分析软件算法的开发工作。这一收购加强了吉时利在无线测试方面的技术水平，包括WiMAX、MIMO和WLAN的测试应用。

LeCroy公司也已推出针对无线USB(WUSB)和WiMedia UWB应用协议测试与验证的UWBTracer件。这种紧凑型UWBTracer测试仪能捕捉并解码无线USB网络内多个逻辑信道上的通信传输，能如实地记录一个主机和多个终端设备之间的信息交换。该设备在“侦听”模式下，不影响信道分配的时间间隔。

最近测试技术的一个发展趋势是采用USB技术在PC机上实现射频/微波测试。例如，Satori Technology推出的ST系列功率计只有传感器一样大小，它利用PC机的计算与显示功能构成一个完整的功率测量系统。ST系列功率计能测量10MHz~18.5GHz频率范围内-50~+20dBm的功率。它们的外形尺寸大小只有34×43×125mm，重量只有83g，配置了用于PC的测量软件。其它可供选用的USB功率计还包括Boonton Electronics的52012和52018(频率范围分别是10MHz~12.4GHz和10MHz~18.5GHz，功率量程为-50~+20dBm)、Anritsu公司的MA24106A (频率范围为50MHz~6GHz)、安捷伦的U2000A(频率范围为50MHz~24GHz)以及U2002A(频率范围为10MHz～18.5GHz)、Ladybug Technologies公司的PowerSensor+系列(频率范围为10MHz~10GHz、功率量程为-60~+20dBm)。

作者：Jack Browne

技术总监

《Microwave&RF》