生成多个相位相干信号
测试空间分集、空间复用和天线阵列等多天线系统要求测试系统能够提供多个信号，且信号之间具有稳定的相位关系。但是，商用信号发生器采用独立的合成器将中频信号上变频为射频信号。为了仿真多信道测试信号，测试信号之间必须具有相干和可控的相位关系。我们采用了不同的方法来产生下面的多信道信号，并对这些方法的利弊进行了评估。
独立本地振荡器
要在信号发生器之间实现一定的相位稳定性，最简单的方法是锁定一个 10 MHz 的频率参考。图 7 示出了两个信号发生器，其中基带信号发生器采用触发信号和 10 MHz 公共时基进行了同步。
图 7. 两个时间同步信号发生器之间的相位漂移
相位漂移
信号发生器具有独立的振荡器，每个振荡器都有自己的锁相环（PLL）。这使得信号发生器之间产生了相位漂移，如图 7 右侧所示。在大多数情况下，PLL 可以在环路带宽（PLL 的环路滤波器）的限制内锁定相位漂移。但是，PLL 无法完全跟踪更高阶的响应。 在 MIMO 系统中，信道之间的缓慢相位漂移并不是大问题，因此，共享同一频率参考的测量信道所提供的性能尚可接受。
相位噪声
不相关的相位噪声是参考锁定信号发生器之间出现相位误差的原因之一。在 PLL 的环路带宽内，频率参考对相位噪声性能产生的影响最大。在环路带宽之外，相位噪声则由 PLL 的振荡器决定。 使用具有低相位噪声的高质量稳定参考和仪器可以改善相位漂移和相位误差。MIMO 和空间分集之类的应用可以使用这样的“相位稳定”多信道信号进行测试。但是，在精密的元器件特性测试中，为了达到最佳性能，可能仍然要采用公共本地振荡器。
共用公共本地振荡器（本振）
在信道数量增加时，请注意本振的驱动电平。将本振输出分离出去以容纳更多信道会导致本振输入驱动电平的损耗。
为了最大限度地减少相干性误差，可以为多个信号发生器使用一个公共本振。图 8 所示为用于相位相干测试系统的两个 N5182B 矢量信号发生器配置。该系统使用了上面的信号发生器的本振，然后将其分离并用作两个信号发生器的本振输入（红线）。通过采用这种配置，两个信号发生器的射频路径可以实现完全相干。这在图 8 右侧得到了证实，您可以看到两个信号发生器之间的相位差小于一度。
图 8. 共享一个公共本振的两个相位相干射频信道的装置。
相移
即使您使用共享的本振，仪器信道之间仍然会产生一些静态时间和相位偏差。电缆长度和连接器会导致静态的时间和相位变化。时延或相移会使信道之间的相位关系发生偏差。您需要纠正这些偏移并确保测量的差异来自被测器件，而不是来自测试系统。要测量多个信号源的静态时间和相位偏移，请使用图 9 所示的高带宽示波器。
图 9. 使用示波器测量通道时间和相位偏差
直接数字合成 (DDS)
直接数字合成（DDS）以数字形式生成时变信号然后进行数模转换，从而生成模拟波形。直接数字合成DDS 架构提供了低相位噪声的最佳路径，并且能够以极高的频率调谐分辨率快速实现频率切换。
直接数字合成DDS 在输出的每个频率之间保持固定的相位关系。同步时需要对齐初始时钟（使用公共参考时钟），如图 10 所示。相位累加器的同步复位（绿线）可以实现相位对齐。在每次更新频率时，都要应用此复位。相位的同步复位可为每个通道形成固定、可重复的相位关系。
图 10. 两个 DDS 的共享参考时钟
新一代双通道信号发生器（如 Keysight VXG M9383B 和 M9384B信号发生器/信号源）的合成器电路板上有两个 DDS 单元。这样可以提供两个相干通道，通道之间的时间差异小于 10 ps，且无需接触任何硬件，如图 11 所示。表 1 对产生相位相干信号的各种方法进行了总结。
图 11. 一次按键实现双通道相干操作
表 1. 测试多天线射频系统的各种实施方案
Keysight VXG M9384B 和 M9383B信号发生器 采用的双通道信号发生器使用 19.2 GHz 增强型高性能参考作为DDS 的参考时钟。
来源 ：是德科技 Keysight Technologies
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