生成相位相干射频信号的配置方法 (白皮书)
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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。
时钟 触发
LO
图 9. 使用示波器测量通道时间和相位偏差
页 10
直接数字合成
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。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
本白皮书旨在帮助您了解相位相干性及其重要性，还将为您介绍一些生成相位相干 信号的方法。
白皮书
测试多天线系统时， 要求测试系统必须能 够提供多个信号，并 且信号之间要有恒定 的相位关系。生成相 位相干信号时，不同 的配置方法会导致不 同的测量结果。
页1
什么是相位相干性？
如果两个信号的相对相位始终保持恒定，那么它们就是相干信号，如图 1b 所示。当相干
s2
=
h00 h11
1 − h01h10
h11
−h10
−h01 r1
h00
r2
无线信道
T ...b2, b1
bbx 12 数据 映射
b2
Tx 1 s1 Tx 2 s2
图 4. 2x2 MIMO 系统示意图
h00
r1 Rx 1
h01 h10 h11
r2 Rx 2
实现频率切换。
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。
调谐字 参考时钟
DDS #1
相位累加器
上面的计算使用了时序对齐信号和公共本地振荡器（LO），用以对多信道信号进行上变
频和下变频。这种技术加剧了仿真多信道射频信号的测试挑战，因为大多数商用信号发 生器都是使用独立的基带信号发生器和本振。
信号 处理
接收数据 ...b2, b1
页5
天线阵列 — 波束赋形
天线阵列是一组用于发射或接收信号的天线单元。相干驱动天线（在天线单元之间会有
射频 #1 输出
码型 触发输入
MXG - 双信号源相位相干配置
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。
射频 #1 输出
图 8. 共享一个公共本振的两个相位相干射频信道的装置。
时间（分钟）
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
#2
信道 仿真器
图 3. 空间分集测试设置
接收机 1 接收机 2
接收机
接收机
页4
空间复用
空间复用是多路输入多路输出（MIMO）系统中采用的一种传输技术。系统会将发射数
据分成多个编码数据流，然后再通过不同的天线在同一无线信道上同时发送所有的数据
流。为了在接收机上恢复原始数据，MIMO 系统在计算上使用了反向信道属性估计算 法。图 4 是一个 2x2（两个发射机和两个接收机）MIMO 示意图，其中两个符号（b1 和 b2）同时发送，以实现数据吞吐量翻倍。下面是一个简单的公式。
真接收机分集测试的多径场景（图 3a），还需要多台信号发生器和信道仿真器，以执 行发射分集测试（图 3b）。为了准确仿真多径场景，两个信号发生器的基带必须保持
同步，两个载波的相位必须对齐。
(a) 接收机分集测试
信号 发生器
信道 仿真器
(b) 用于发射分集的接收机测试
时钟 触发 LO
信号 发生器
#1
信号 发生器
信号一起出现时，根据它们之间相对相位关系的不同，就会带来建设性或破坏性的影响。
在表征多信道元器件（如相控阵天线）时，您需要精确控制信道之间的相位角关系（图
1c）。对于数字调制信号，相位相干意味着基带发生器的时序同步，射频载波之间具有 相干性（见图 1d）。同样，雷达脉冲要求突发脉冲具有精确的时序，以仿真相应的空 间时延（见图 1e）。
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。如需了解关于仪器之间时间同步的更多信息，请下载白皮书《使用
信号发生器了解和测试多通道射频系统 — 第 1 部分》。
相位变化
a) 非相干信号
b) 相干信号生成
可调相位
c) 可控相位关系 d) 可配置调制
精准计时 图 1. 两个信号之间的相位关系
e) 可触发脉冲
页2
相位相干为什么很重要
无线通信中采用的多天线技术可以增加分集、多路复用或天线增益。多天线技术主要包 括空间分集、空间复用和天线阵列。
空间分集
在无线通信系统中，多条路径的存在会导致无线信号通过两个或更多路径到达接收机的 天线。当多径信号到达接收机时，它们会基于相对的相位关系构成建设性或破坏性的组 合。空间分集，也称为天线分集，提供了一个解决信号多径问题的方法。您可以使用两 个或多个天线，从而提高无线链路的质量和可靠性。这可以通过信道切换、信号加权、
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 2
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 3
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
-90°
+90
3 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
4 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
适当的相位时延）可以形成信号波束。相控阵天线使用波束赋形网络（BFN）中出现
的相移，来产生沿特定方向传播的均匀波前。均匀波前可以使一组低方向性的天线单元 在发射或接收应用中表现得像高方向性天线一样。信道之间的相位时延决定了天线方向
图，如图 5 所示。
波前
{时延
τ 波束赋形网络（BFN） 1 τ 2 τ 3 τ 4 τ 5 τ 6 τ 7 τ 8
时间延迟或发射分集来实现，如图 2 所示。
(a) 信道切换
(b) 信道加权
发射机
(c) 时延
信号强度
接收机
发射机
(d) 发射分集
加权算法
发射机
Ø
Ø
算法
接收机 发射机
修改信号
图 2. 用于接收机分集和发射机分集的空间分集技术
接收机 接收机
页3
为了仿真用于空间分集测试的多径信号，您需要一个信号发生器和一个信道仿真器来仿
结。
图 11. 一次按键实现双通道相干操作
方法 实施 优势 挑战 分辨率
应用
相位稳定测试系统
相位相干测试系统
独立本振
共享本振
共享一个 10 MHz 的 共享一个公共本振
公共时基
直接数字合成
共享一个用于 DDS 的
射频参考时钟
设置简单
相位相干
• 相位相干
• 十分简单的设置
• 不相关的相位噪声 • 静 态 时 延 和 相 移 • DDS 的高精度参考
1. Keysight VXG M9384B 和 M9383B 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。
页 12
结论
随着多天线技术逐渐成熟以及分集、多路复用和天线增益需求逐步增长，测试系统需要具 有紧密对齐的通道才能执行精确的测试。在执行表征测试时，您需要准确地重建运行环 境。也就是说，创建信号所采取的方式必须能将信号协调地组合在一起，以仿真它们的真 实特性。
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
r1
百度文库
r2
=
h00
h10
h01 s1
h11
s2
式中，r 是接收的信号，s 是源信号，h 是无线信道响应。
接收机可以采用训练序列算法来执行信道估计（上面的 h 矩阵）。您可以通过以下公式 进行信号处理，从而恢复发射的信号（s1 和 s2）：
s1
移，您可以在多个方向上控制波束。为了仿真这种多信道信号，您需要精确控制用于发 射机和接收机测试的信道之间的相位差。
主瓣 = 全向
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 1
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
-90°
+90
1 个天线单元
2 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
针对不同的多天线测试应用和要求，可以采用不同的方法来生成相位相干或相位稳定的 信号。使用每种方法时，都要尽可能将误差控制到最低。此外，还要确保测试仪器具有 相位相干和相位可控性，使其适用于您的测试应用（如波束赋形测试）。
相位幅度转换 DAC
调谐字 重置
DDS #2
相位累加器
相位幅度转换 DAC
图 10. 两个 DDS 的共享参考时钟
页 11
新一代双通道信号发生器（如 Keysight VXG M9383B 和 M9384B）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
• 相位漂移
校正
时钟
• 高品质稳定参考 • 调整时延的 I/Q
• 具有低相位噪声的 时延
仪器
• 调整相移的 I/Q
相位
• 高频参考时钟 1
• 调整时延的 I /Q
时延
• 调整相移的 I/Q
相位
MIMO 系统测试
MIMO，波束赋形， MIMO，波束赋形，
阵列天线校准
阵列天线校准
表 1. 测试多天线射频系统的各种实施方案
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。
本振输出 LAN 2 路分路器
本振输入
本振输入 10 MHz 输出
10MHz 输入
事件 1 输出
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。
页9
共用公共本地振荡器（本振）
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 MXG N5182B 矢量信号发生器配置。该系统使用了上
生成相位相干射频信号的三种 配置方法
如何克服多天线系统面临的测试挑战
概述
随着更高吞吐量应用的急剧增长，无线系统需要更高的带宽和更大的网络覆盖范 围。但是，频谱分配存在许多限制，因此您必须找到适合的方法来提高频谱效率和
信噪比（SNR）。多路输入多路输出（MIMO）和波束赋形等多天线技术可帮助您 实现分集、多路复用和天线增益，从而提高频谱效率和信噪比（SNR）。
∑
图 5. 相控阵天线通过调整相干天线之间的相位来形成波束。
页6
图 6 描述了以特定间距使用多个天线单元的影响。随着天线单元数量增加（间隔半个 波长），天线的波束宽度会变窄（图 6a 至 6d）。通过对每个天线的信号应用 90 度 相移，您可以改变波束的方向，如图 6e 所示。通过改变不同数量的天线单元之间的相
10 MHz 参考时钟
x2n
I/Q 调制器
I
Q
双通道任意波形
发生器
相位漂移
检波器 ALC 环路
触发 触发时延
x2n
I/Q 调制器
I
Q
双通道任意波形 发生器
检波器 ALC 环路
图 7. 两个时间同步信号发生器之间的相位漂移
双信号源 10 MHz 参考锁定配置
时间（分钟）
页8
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
主瓣 = -30° 方位角
零位数量 = 3
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
4 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
图 6. 天线方向图与天线单元的数量
页7
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。
时钟 触发
LO
图 9. 使用示波器测量通道时间和相位偏差
页 10
直接数字合成
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。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
本白皮书旨在帮助您了解相位相干性及其重要性，还将为您介绍一些生成相位相干 信号的方法。
白皮书
测试多天线系统时， 要求测试系统必须能 够提供多个信号，并 且信号之间要有恒定 的相位关系。生成相 位相干信号时，不同 的配置方法会导致不 同的测量结果。
页1
什么是相位相干性？
如果两个信号的相对相位始终保持恒定，那么它们就是相干信号，如图 1b 所示。当相干
s2
=
h00 h11
1 − h01h10
h11
−h10
−h01 r1
h00
r2
无线信道
T ...b2, b1
bbx 12 数据 映射
b2
Tx 1 s1 Tx 2 s2
图 4. 2x2 MIMO 系统示意图
h00
r1 Rx 1
h01 h10 h11
r2 Rx 2
实现频率切换。
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。
调谐字 参考时钟
DDS #1
相位累加器
上面的计算使用了时序对齐信号和公共本地振荡器（LO），用以对多信道信号进行上变
频和下变频。这种技术加剧了仿真多信道射频信号的测试挑战，因为大多数商用信号发 生器都是使用独立的基带信号发生器和本振。
信号 处理
接收数据 ...b2, b1
页5
天线阵列 — 波束赋形
天线阵列是一组用于发射或接收信号的天线单元。相干驱动天线（在天线单元之间会有
射频 #1 输出
码型 触发输入
MXG - 双信号源相位相干配置
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。
射频 #1 输出
图 8. 共享一个公共本振的两个相位相干射频信道的装置。
时间（分钟）
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
#2
信道 仿真器
图 3. 空间分集测试设置
接收机 1 接收机 2
接收机
接收机
页4
空间复用
空间复用是多路输入多路输出（MIMO）系统中采用的一种传输技术。系统会将发射数
据分成多个编码数据流，然后再通过不同的天线在同一无线信道上同时发送所有的数据
流。为了在接收机上恢复原始数据，MIMO 系统在计算上使用了反向信道属性估计算 法。图 4 是一个 2x2（两个发射机和两个接收机）MIMO 示意图，其中两个符号（b1 和 b2）同时发送，以实现数据吞吐量翻倍。下面是一个简单的公式。
真接收机分集测试的多径场景（图 3a），还需要多台信号发生器和信道仿真器，以执 行发射分集测试（图 3b）。为了准确仿真多径场景，两个信号发生器的基带必须保持
同步，两个载波的相位必须对齐。
(a) 接收机分集测试
信号 发生器
信道 仿真器
(b) 用于发射分集的接收机测试
时钟 触发 LO
信号 发生器
#1
信号 发生器
信号一起出现时，根据它们之间相对相位关系的不同，就会带来建设性或破坏性的影响。
在表征多信道元器件（如相控阵天线）时，您需要精确控制信道之间的相位角关系（图
1c）。对于数字调制信号，相位相干意味着基带发生器的时序同步，射频载波之间具有 相干性（见图 1d）。同样，雷达脉冲要求突发脉冲具有精确的时序，以仿真相应的空 间时延（见图 1e）。
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。如需了解关于仪器之间时间同步的更多信息，请下载白皮书《使用
信号发生器了解和测试多通道射频系统 — 第 1 部分》。
相位变化
a) 非相干信号
b) 相干信号生成
可调相位
c) 可控相位关系 d) 可配置调制
精准计时 图 1. 两个信号之间的相位关系
e) 可触发脉冲
页2
相位相干为什么很重要
无线通信中采用的多天线技术可以增加分集、多路复用或天线增益。多天线技术主要包 括空间分集、空间复用和天线阵列。
空间分集
在无线通信系统中，多条路径的存在会导致无线信号通过两个或更多路径到达接收机的 天线。当多径信号到达接收机时，它们会基于相对的相位关系构成建设性或破坏性的组 合。空间分集，也称为天线分集，提供了一个解决信号多径问题的方法。您可以使用两 个或多个天线，从而提高无线链路的质量和可靠性。这可以通过信道切换、信号加权、
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 2
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 3
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
-90°
+90
3 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
4 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
适当的相位时延）可以形成信号波束。相控阵天线使用波束赋形网络（BFN）中出现
的相移，来产生沿特定方向传播的均匀波前。均匀波前可以使一组低方向性的天线单元 在发射或接收应用中表现得像高方向性天线一样。信道之间的相位时延决定了天线方向
图，如图 5 所示。
波前
{时延
τ 波束赋形网络（BFN） 1 τ 2 τ 3 τ 4 τ 5 τ 6 τ 7 τ 8
时间延迟或发射分集来实现，如图 2 所示。
(a) 信道切换
(b) 信道加权
发射机
(c) 时延
信号强度
接收机
发射机
(d) 发射分集
加权算法
发射机
Ø
Ø
算法
接收机 发射机
修改信号
图 2. 用于接收机分集和发射机分集的空间分集技术
接收机 接收机
页3
为了仿真用于空间分集测试的多径信号，您需要一个信号发生器和一个信道仿真器来仿
结。
图 11. 一次按键实现双通道相干操作
方法 实施 优势 挑战 分辨率
应用
相位稳定测试系统
相位相干测试系统
独立本振
共享本振
共享一个 10 MHz 的 共享一个公共本振
公共时基
直接数字合成
共享一个用于 DDS 的
射频参考时钟
设置简单
相位相干
• 相位相干
• 十分简单的设置
• 不相关的相位噪声 • 静 态 时 延 和 相 移 • DDS 的高精度参考
1. Keysight VXG M9384B 和 M9383B 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。
页 12
结论
随着多天线技术逐渐成熟以及分集、多路复用和天线增益需求逐步增长，测试系统需要具 有紧密对齐的通道才能执行精确的测试。在执行表征测试时，您需要准确地重建运行环 境。也就是说，创建信号所采取的方式必须能将信号协调地组合在一起，以仿真它们的真 实特性。
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
r1
百度文库
r2
=
h00
h10
h01 s1
h11
s2
式中，r 是接收的信号，s 是源信号，h 是无线信道响应。
接收机可以采用训练序列算法来执行信道估计（上面的 h 矩阵）。您可以通过以下公式 进行信号处理，从而恢复发射的信号（s1 和 s2）：
s1
移，您可以在多个方向上控制波束。为了仿真这种多信道信号，您需要精确控制用于发 射机和接收机测试的信道之间的相位差。
主瓣 = 全向
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
主瓣 = 0° 方位角 零位数量 = 1
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
-90°
+90
1 个天线单元
2 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
针对不同的多天线测试应用和要求，可以采用不同的方法来生成相位相干或相位稳定的 信号。使用每种方法时，都要尽可能将误差控制到最低。此外，还要确保测试仪器具有 相位相干和相位可控性，使其适用于您的测试应用（如波束赋形测试）。
相位幅度转换 DAC
调谐字 重置
DDS #2
相位累加器
相位幅度转换 DAC
图 10. 两个 DDS 的共享参考时钟
页 11
新一代双通道信号发生器（如 Keysight VXG M9383B 和 M9384B）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
• 相位漂移
校正
时钟
• 高品质稳定参考 • 调整时延的 I/Q
• 具有低相位噪声的 时延
仪器
• 调整相移的 I/Q
相位
• 高频参考时钟 1
• 调整时延的 I /Q
时延
• 调整相移的 I/Q
相位
MIMO 系统测试
MIMO，波束赋形， MIMO，波束赋形，
阵列天线校准
阵列天线校准
表 1. 测试多天线射频系统的各种实施方案
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。
本振输出 LAN 2 路分路器
本振输入
本振输入 10 MHz 输出
10MHz 输入
事件 1 输出
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。
页9
共用公共本地振荡器（本振）
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 MXG N5182B 矢量信号发生器配置。该系统使用了上
生成相位相干射频信号的三种 配置方法
如何克服多天线系统面临的测试挑战
概述
随着更高吞吐量应用的急剧增长，无线系统需要更高的带宽和更大的网络覆盖范 围。但是，频谱分配存在许多限制，因此您必须找到适合的方法来提高频谱效率和
信噪比（SNR）。多路输入多路输出（MIMO）和波束赋形等多天线技术可帮助您 实现分集、多路复用和天线增益，从而提高频谱效率和信噪比（SNR）。
∑
图 5. 相控阵天线通过调整相干天线之间的相位来形成波束。
页6
图 6 描述了以特定间距使用多个天线单元的影响。随着天线单元数量增加（间隔半个 波长），天线的波束宽度会变窄（图 6a 至 6d）。通过对每个天线的信号应用 90 度 相移，您可以改变波束的方向，如图 6e 所示。通过改变不同数量的天线单元之间的相
10 MHz 参考时钟
x2n
I/Q 调制器
I
Q
双通道任意波形
发生器
相位漂移
检波器 ALC 环路
触发 触发时延
x2n
I/Q 调制器
I
Q
双通道任意波形 发生器
检波器 ALC 环路
图 7. 两个时间同步信号发生器之间的相位漂移
双信号源 10 MHz 参考锁定配置
时间（分钟）
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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
主瓣 = -30° 方位角
零位数量 = 3
0°
-30°
+30°
-60°
+60°
-90°
+90
4 个天线单元 间隔 0.5 个波长 每个天线单元相移 0°
图 6. 天线方向图与天线单元的数量
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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。