科普：点对点系统的常见无线电架构

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以下内容转自 ADI中文技术论坛：https://ezchina.analog.com/thread/18085


•        传统频段分离ODU 6至44 GHz
对于传统频段，有些系统分为室内单元和室外单元。 室内和室外单元的典型分界线是在数据转换器和无线电的边界。 传统系统的室外单元或ODU包括天线、放大器、上/下变频器和RF混频器，数据基带频率通常约为350 MHz（发射路径）和140 MHz（接收路径）。



该IF数据随后通过同轴电缆连接进入室内单元或IDU。收购Hittite Microwave后，加上ADI公司先前的RF和微波产品，使得ADI产品现在覆盖了从6 GHz到44 GHz的全部点对点传统频谱，可以构建完整的分离式室外单元。 我们有各种各样的窄带和高集成度器件，可支持微波点到点系统的全部频率范围。
这些产品包括功率放大器、VGA、微波上/下变频器、集成VCO功能以支持高性能LO产生的微波PLL以及RF/IF上/下变频器。



•        传统频段分离 IDU
室内单元包括一些对信号进行预处理或后处理的放大器、数据转换器、调制解调器、FPGA或ASIC。 作为全球领先的数据转换器供应商，ADI公司提供各种各样的转换器，可支持点对点系统所需的每种通道带宽。




上图列出了一些产品。 可以看到，ADI公司既有支持LVDS数据接口的转换器，也有支持新型JESD204B高速串行接口的转换器。 在该IDU中，数据转换器和发射机一般是利用片内NCO和数字调制器直接产生IF信号。 类似地，转换器和接收机利用片内数字下变频器将接收信号移动到基带，以便在ASIC或FPGA中进行解调。



•        传统频段完全ODU6至24 GHz
在一个完整的室外单元系统中，数据转换器位于室外单元中，数字ASIC位于室内单元中，基带数据在其间传输。 ADI公司的混合信号前端或MxFE AD9993专门为支持这种系统而生成。 高性能AD9993集成了两个14位500 MSPS DAC和四个14位250 MSPS ADC，以便为完整ODU无线电提供所需的转换器，包括本图未显示的观测路径选项。


高集成度MxFE在单个封装中提供这些数据转换器功能，可缩减整体电路板空间，有助于实现更小尺寸的ODU。 可以看到，这些转换器连接到调制器或解调器，它们直接上下变频为所需的微波频段，消除了所有中间变频级，从而降低了无线电复杂度。 这使得无线电整体尺寸更小，重量更轻，适合广泛的安装类型。



•        传统频段完全ODU，带DPD 6至24 GHz
下图是同一完整ODU系统的另一张框图，其中包括一个数字预失真观测路径选项。 AD9993上的第二对14位250 MSPS ADC用于观测接收路径。 图中还给出了一个可选器件列表，利用分立转换器来实现同样的无线电。 取决于性能要求以及是选择零中频调制还是复中频调制，AD9993 MxFE或分立转换器均有可能是更好的选择。


ADI转换器解决方案支持这两种方法。 如果是分立转换器，采样速率必须更高以支持转换，抑制发射机上的边带信号或接收机的镜像。 ADI公司的GSPS转换器完全能够满足需求。



•        V波段完全室外单元
下图显示了一个V波段全室外单元。 分配了7 GHz，有充裕的带宽可供使用，因而可以使用宽带GSPS转换器。 如果是单一50 MHz通道，考虑前面列出的较低频率转换器会更恰当。




如果要聚合多个通道，或者同时传输多个不同通道，那么宽带转换器可能更合适。 因此，针对接收机，图中列出了几款精选 1 GSPS ADC 和 AD9625 2.5 GSPS RF ADC；针对发射机，则列出了双通道2.8 GSPS转换器AD9136。 无线电配置为直接变频，基带数据驱动微波调制器，正交解调器驱动到宽带ADC。




•        E波段完全室外单元单次转换架构
在下图E波段单一变频无线电示例中，使用了同样的转换器。 AD9136驱动正交调制器，后者以适当的RF频率输出信号，然后利用镜像抑制上变频器将信号移动到70到80 GHz频段中的E波段频率。



接收侧使用一个镜像抑制混频器来将信号下变频到适当的RF频率，通道滤波和信号放大可以在这里一起进行，然后将信号解调或下变频到基带频率范围，ADC可以对其数字化，然后发送到数字ASIC，由调制解调器进行信号处理。



•        E波段完全室外单元直接变频架构
下图是一个E波段直接变频无线电，其架构与前面显示的V波段无线电非常相似。 本例中，E波段中的宽通道使得V波段无线电所用的宽带转换器也可用于E波段无线电。 GSPS转换器非常灵活，能够支持多种不同的微波系统架构。对于新回程系统的设计，GSPS转换器是最佳选择。