techshanghai2016 - 盛铂科技全频带微波超宽带上下变频技术

盛铂科技全频带微波超宽带上下变频技术

2016.3

关于盛铂科技----驱动创新，提供方案！

成立于2013年3月，上海，注册资金￥700万

初创团队均来自于全球业内一流企业和院所

致力于开发具有行业技术领先的测量测试产品

服务于国防电子和宽带无线等客户领域

与全球多家相关知名技术厂商战略合作

2014年获上海科委创新基金项目支持，并被推荐为国家创新基金项目

已获得两轮著名风险投资机构融资

荣获全国第三届创业创新大赛优胜奖

已取得六个软著，一个发明专利通过预审

盛铂科技的产品----为新一代无线宽带技术提供测试工具

开发具有创新意义的无线宽带信号测试平

台及产品

利用独一无二的技术打破国外对中国市场

的技术禁运

面向国防电子研究所、相关高校、通信设备制造商、国际市场

提供先进的雷达、电子对抗、通信、导航、新一代

无线技术测试方案

具有2GHz调制带宽的微波矢量信号源 多项技术指标全球领先 创新的平台化设计

带宽>160MHz=国外禁运 且技术落后

宽带矢量信号应对复杂信号的挑战

宽频带

从高频到毫米波段的覆盖

大带宽信号

无线通信信号带宽超过100MHz，雷达信号带宽达1GHz

复杂调制技术

数字调制、OFDM调制、捷变频等技术

多通道技术

MIMO系统、相控阵天线技术、相参测试

电子对抗和复杂电磁环境

未知信号和对抗信号

当前军用电子信号复杂性

雷达

卫星通信

电子侦察

战地通信

军用通信及雷达系统发展趋势 军用通信设备基于现有的技术发展，使用包括模拟和数字通讯设备

适合新战场环境使用的数字通信系统，如JTRS和NEXCOM

软件无线电技术是发展的技术方向（Software Defined Radios）

军用通信系统采用民用无线通信系统成熟技术降低成本，如：W-CDMA、WiFi、

WiMax

先进通信系统需要发展新的调制体制和使用更宽的频率带宽

包含雷达、电子侦察、通信、导航、指挥等功能的综合电子系统

相控阵技术在雷达系统中的广泛应用。小型化低成本T/R组件的实现和数字相控阵系

统

美国海军目标（MUOS）系统（Mobile User Objective System）

提供语音和数据通信业务

使用W-CDMA上下行技术完成卫星和终端的通信，使用频段：

300MHz-3GHz

使用W-CDMA上下行技术完成卫星和地面控制站的通信，使用频

段：31GHz

新技术，新挑战

增强对多径效应等干扰的抗干扰能力

降低对均衡器等处理的要求

对电路动态范围、相位噪声等要求的提

高

OFDM正交频分复用调制

雷达线性调频

MIMO技术

雷达系统测试所需要的信号

更多的应用需要宽带矢量信号

雷达目标线性调频及相位编码

频率捷变通信低的截获概率

频谱效率

大的宽带数据管道

智能图像

数据通信

当前射频与微波宽带矢量信号方案概述 矢量信号源

优点：信号直接生成，频率较高

缺点：带宽受限

IQ混频调制

优点：频率和带宽较高，实现成本低

缺点：需要每次进行预失真校准，杂散较差

任意波形发生器

优点：信号直接编辑生成，带宽较高

缺点：受限于采样率频率较低

直接上变频

优点：频率和带宽较高，杂散等指标优秀

缺点：实现成本较高

上下变频器基础

上下变频器是收发系统的核心部件，它利用非线性器件的频谱搬移作用将频率改

变

上变频器是将低频信号变换到高频信号，再通过功率放大器将信号由天线发射出去，

以实现信号的空间传播

下变频器是将天线接收到的高频信号变换到低频。

变频器的主要应用：雷达、电子对抗、通信系统和导航等

上变频器原理框图如下：

上变频实现方式

上变频器由混频器、滤波器（开关滤波器组）、放大器、本振以及后端的功率放

大器等组成，一般使用的是多次变频方式，多级变频；

还有一种是IQ调制的变频方式。IQ调制的方式将中频信号由90度电桥分成I路和Q

路（或者基带直接给出的I、Q信号），再和本振在IQ混频器混频输出需要的上变

频信号。IQ混频一般采用一次混频的方式，对于镜像抑制、载漏抑制要求不高的

系统可采用此变频方式。

多次变频的优点是对杂散镜像的抑制度都比较高，相对于直接调制的变频方式整

个系统比较复杂。

IQ混频的优点就是整个系统的电路以及模块相对于超外差的方式比较少

盛铂科技多级上变频的优势

I/Q上变频理论特点

理想I/Q上变频表达式

相位失配是上变频表达式

IF上变频理论特点

IF直接上变频表达式

IF 上变频方案利用带通滤波器的带

外抑制来消除变频镜像杂散，使本振泄露杂散和镜像杂散低于-50dBc

不同方式变频的差异

直接变频频谱

IQ调制频谱

直接变频在S波段内基本无杂散输出，而IQ调制的变频方式在S波段内的杂散比较多

下变频器原理

下变频器由低噪放、混频器、滤波器（开关滤波器组）、放大器以及本振等组成，

一般使用的是超外差的变频方式，多级变频。还有零中频接收机（目前主要应用

还是在手持设备上）

超外差变频方式的优点有：容易得到足够大而且比较稳定的放大量、具有较高的

选择性和较好的频率特性、容易调整。缺点是体积大，电路复杂

相较传统的超外差接收机，零中频接收机具有体积小，功耗和成本低，以及易于

集成化的特点，但是零中频接收机极易被各种噪声污染，从而影响系统性能

盛铂科技一体化测试平台概述

盛铂科技One Box Instrument平台

数字扩展模块基础框架

基础控制平台

PXIe基础架构

高频扩展模块基础框架

盛铂自定义HFCI总线（高频模拟总线技术标准，High Frequency Components Interconnect）

应用软件基础框架

数字扩展基础控制平台PXIe

底层软件平台+应用软件平台

高频扩展模块基础框架HFCI

仪器控制和基带

操作系统+应用软件

RF部分

盛铂科技FFC1000系列上下变频器

盛铂科技创新的One-Box Instrument一体化仪表平台和成熟微波毫米波上下变频以及

信号调理技术，实现宽带上下变频功能

全频带射频信号输出能力：800MHz～50GHz（连续）

灵活的中频输入信号选择：0.1～5GHz

大瞬时带宽：100MHz/200MHz/500MHz/1GHz/2GHz

大动态范围：输出-120～25dBm；输入-70～30dBm

低杂散：无杂散动态范围优于50dB

低相位噪声，200us快速跳频，1mHz频率分辨率

仪表化操作界面，便于实验室和外场使用

GPIB和LXI远程控制接口，SCPI标准指令集

通道数：最多2通道

FFC1000系列一台设备同时实现全频带连续宽带上下变频

盛铂科技FFC1000系列上下变频器架构

宽带上下变频解决方案组成框图 中频多级变频有效克服直接IQ上变频带来 的不可避免的本振泄露和镜像泄露的弊端

盛铂科技自研本振

（100M-40G，采用的是锁相加倍频的方式实现)相噪指标如下表

频率

频偏 1GHz 5GHz 10GHz 20GHz 30GHz 40GHz

100Hz -80 -66 -60 -54 -51 -48

1kHz -122 -108 -102 -96 -90 -88

10kHz -134 -121 -115 -110 -104 -100

100kHz -135 -121 -115 -110 -104 -100

1MHz -135 -121 -115 -110 -104 -100

10MHz -150 -139 -133 -131 -121 -117

盛铂科技FFC1000系列主要指标

变频通道射频输出信号平坦度（1GHz带宽：＜±1.25dB@12GHz）

变频通道全频段最大输出 带宽2GHz

射频输出杂散（<-55dBc@10GHz） 20KHz：-108 dBc/Hz@10GHz

FFC1000系列在同一台设备上实现上下变频

全面兼容市场主流品牌任意波形发生器等基带信号源

IF IN

RF OUT RF IN

无缝连接市场主流品牌示波器和实时频谱仪等基带分析

设备

IF OUT

多通道相参系统单台设备轻松应对

FFC1000 VS E8267D

FFC1000 E8267D

Advantage

无杂散动态范围 50dB 35dB

频率转换时间 200us 8ms

功率转换时间 200us 5ms

最大输出功率 饱和：25dBm 饱和：20dBm

Disadvantage 最高载波频率

20GHz 20GHz

26.5GHz 32GHz

50GHz 44GHz

FFC1000 + Tektronix AWG70K&DPO70K

在40GHz频率范围内自由变换2GHz带宽的矢量信号

每个通道标配1GHz和2GHz两档带宽切换

双通道同时实现上变频、下变频或上下变频，单台仪器实现相干或收发测试

与Tektronix信号源、示波器、频谱分析仪等测试设备无缝兼容

开放的API软件接口，方便用户进行二次开发

盛铂科技FC1000系列上下变频器

多频带分段覆盖能力：800M～6GHz/X\Ku\K\ka

宽频带中频范围：500MHz～5GHz

多种瞬时带宽选择：50MHz/100MHz/500MHz/2GHz

上变频功率输出范围：-120～30dBm

下变频动态范围：大于60dB

下变频噪声系数：≤4dB

多通道相位一致性：≤±10°

多通道幅度一致性：≤±1.5dB

内部集成低相位噪声本振，1Hz频率分辨率

内部集成多通道，最多可集成4个通道

FC系列变频器主要指标参照FFC系列,但优于FFC系列产品

宽带上下变频的低成本实现方案

盛铂科技CFC1000系列上下变频器

CFC系列变频器在盛铂科技创新的 OBT-HFCI-3U（One Box Tester based on High

Frequency Component Interconnect）平台设计基础上，上变频可将中频信号变频至

各波段(L、S、X、Ku、Ka），下变频将（L、S、X、Ku、Ka）波段的射频信号变频至

中频信号，供基带处理，通道数量根据需求确定。具有以下典型特征：

多种瞬时带宽选择：10MHz/20MHz/50MHz

中频输入范围：30M~200MHz

上变频功率输出范围：-20dBm~10dBm

下变频动态范围：大于60dB

内部集成低相位噪声本振/具有外本振工作方式

内部集成安卓操作系统，触控界面，操作简单方便

在单台设备内最多可以配置 4 个通道

Android触屏操作系统， 方便实验室和外场现场操作

盛铂科技CFC1000系列主要指标

中频输入频率：30～200MHz

射频输出频率：0.1～6GHz/L/S/C/X/Ku/K/Ka波段

工作带宽：10/20/50MHz可选

非相关杂散抑制：≥-50dBc

相关杂散抑制：≥-50dB

平坦度：≤±2.5dB

群时延波动：±2.5ns

输出关断比：60dB

本振相位噪声：-85dBc/Hz@1kHz ， -88dBc/Hz@20kHz

频率步进：1kHz（内本振工作方式）

频率精度：1e-7

具有外本振方式工作，具有内部本振信号输出功能

具有外参考工作模式，具有内部参考信号输出功能

盛铂科技CSG-S-Noise 噪声源

CSG-S-Noise 噪声源属于盛铂科技CSG（Custom Signal Generator）定制型信号源产品

系列，根据用户需求定制的产品。CSG 系列定制型信号源在盛铂科技创新的 OBT-

HFCI-3U（One Box Tester based on High Frequency Component Interconnect）平台设计

基础上，集成了成熟的高斯白噪声产生模块和射频模块，实现带限噪声信号的产生、

放大和衰减功能。具有以下特征

多种噪声带宽选择：0.5MHz/1MHz/5MHz/10MHz

高功率输出范围：-60dBm~0dBm

低噪声平坦度：±0.25dB

功率衰减步进：0.5dB

功率准确度：±0.05dB（由盛铂开发的精确功率控制模块实现，精确度受ADC和DAC

的位数影响，可自动校准）

内部集成安卓操作系统，触控界面，操作简单方便

盛铂科技CSG-S-Noise 噪声源主要指标

射频频率范围 0.1~6GHz、L、S、C、X、Ku等波段

输出功率范围 -60~0dBm

功率调节步进 0.5dB

频率步进 1kHz

噪声带宽 0.5MHz

1MHz

5MHz

10MHz

杂散 ≤-50dBc

噪声平坦度 ≤0.5dB

功率准确度 ≤0.1dB

典型应用案例 四通道全频段GNSS信号回放解决方案

工作频段覆盖BDS、GPS、GLONASS和

GALILEO，将数字中频信号变换到射

频信号

仿真卫星不在轨、多径干扰、弱信号

接收和重复测试等

宽带干扰模拟源系统解决方案

在输入的射频信号上叠加高斯噪声信

号，生成信噪比大范围可调的噪声干

扰信号并放大

同时具有对中频输入信号的上变频能

力