带有分布式锁相环的相控阵的系统级LO相位噪声模型

Peter Delos ADI公司

摘要

对于数字波束成形相控阵,要生成LO,通常会考虑的实现方法是向分布于天线阵列中的一系列锁相环分配常用基准频率。对于这些分布式锁相环,目前文献中还没有充分记录用于评估组合相位噪声性能的方法。

在分布式系统中,共同噪声源是相关的,而分布式噪声源如果不相关,在RF信号组合时就会降低。对于系统中的大部分组件,这都可以非常直观地加以评估。对于锁相环,环路中的每个组件都有与之相关联的噪声传递函数,它们的贡献是控制环路以及任何频率转换的函数。这会在尝试评估组合相位噪声输出时增加复杂性。本文基于已知的锁相环建模方法,以及对相关和不相关贡献因素的评估,提出了跟踪不同频率偏移下的分布式PLL贡献的方法。

简介

对于任何无线电系统,都需要为接收器和激励器精心设计本地振荡器(LO)生成的实现方法。随着数字波束成形在相控阵天线系统中不断普及,需要在大量分布式接收器和激励器中分配LO信号和基准频率,这让设计变得更加复杂。

在系统架构层面需要权衡的因素包括,分配所需的LO频率或分配较低的频率基准,以及在靠近使用点的物理位置产生所需的LO。通过锁相环从本地产生LO是一种高度集成的现成选项。下一个挑战是评估来自各种分布式组件以及集中式组件的系统级相位噪声。

采用分布式锁相环的系统如图1所示。常用基准频率被分配至多个锁相环,各产生一个输出频率。图1a中的LO输出被假设为图1b的混频器的LO输入。

图1. 分布式锁相环系统。每个振荡器都被锁相到一个共同的参考振荡器上。从1到N的LO信号都应用到相控阵中所示的混频器的LO端口上。

详文请阅:带有分布式锁相环的相控阵的 系统级LO相位噪声模型

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