利用ADS产生自定义复杂信号

利用安捷伦ADS 产生自定义复杂信号

―――ADS与仪表连接应用

袁徐亮

安捷伦公司应用工程师

Xuliang_yuan@

2006.10.9

摘要：在电子系统开发过程中，为了验证接收系统的灵敏度、抗干扰性等指标，是否可以在复杂的信号环境下正常工作，需要一个复杂的信号源，该信号源应该能够产生被测试系统在实际工作环境下的复杂接收信号，如数字调制信号，跳频信号，噪声干扰信号等。从而使接收系统工作于真实电子信号环境中。本文将阐述如何利用安捷伦ADS 仿真软件和ESG E4438C 矢量信号发生器，产生用户自定义波形的复杂信号。

关键词：电子系统，ADS，ESG 信号源，仪表连接，虚拟任意波形发生

一前言

真实电子系统工作于复杂的信号环境，除了本系统信号外，还同时存在其他电子系统信号和噪声等干扰信号。因此，接收系统的开发过程中，就需要考虑到真实信号环境的影响。为了验证接收系统在复杂信号环境下是否可以正常工作，就需要有一个真实的可自定义的复杂信号源。利用现有的信号源仪表可方便地合成各种数字调制信号，标准通信制式信号，甚至各种衰落信号等。但实际电子设备的工作信号会复杂得多，一台战场环境下的通信电台会受到其他电子设备，敌方释放的干扰信号的影响。标准信号源产品用于这些项目的测试是非常困难的。

安捷伦ADS软件是业界领先的射频系统设计软件，用户可以在ADS平台上自行编制任意格式的信号波形，应用于电子系统设计过程中。同时，安捷伦提供业界领先的测试仪表，为了能使软硬件协同实现真正的统一平台，能使先进测试仪器有开放的接口，安捷伦公司的

E4438C/E8267D 矢量信号源应运而生。在ADS 仿真软件中可以自定义各种格式的信号，并且由仪表接口模块将信号波形下载到E4438C /E8267D仪表中，让它产生符合要求的物理信号，去激励被测电路，同时，利用安捷伦公司的分析仪表可以完成对接收系统整体或者各个部分的子系统的功能进行分析测试和系统功能验证，并且通过接口与安捷伦ADS连接构成完整的软硬件系统设计平台。

图1为基于Agilent ADS 为仿真平台的复杂信号模拟系统的组成框图。该基本功能如下：频率范围：250kHz~40GHz，功率范围： -130dBm~20dBm

最大信号带宽：1GHz

输出信号接口形式：射频，微波模拟信号，模拟IQ 信号，数字IQ 信号，数字中频信号信号模型库：任意定义的数字调制信号，雷达信号，跳频信号，噪声信号等

分析仪表采集信号的数据接口，Matlab仿真设计的嵌入接口等

-

图1：基于ADS 建立的信号模拟系统

二 一个实际的复杂信号

下面我们以一个实际复杂信号产生为例，演示ADS 软件进行虚拟任意波生成和与仪表连

接后真实信号的产生。该信号的设计要求为：

工作信号：中心频率：2.135GHz ，调制方式：QPSK ，码速率1Msps ，，功率：10dBm 。 干扰信号1：中心频率：2.147GHz ，调制方式：DBPSK 调制，码速率：1M, 功率：5dBm ， 干扰信号2：中心频率：2.153GHz ，调制方式：GMSK 调制，码速率：1M 功率：5dBm ， 干扰信号3：中心频率：2.14GHz ，调制方式：标准WCDMA ， 功率为2dBm ， 干扰信号4：中心频率：2.143GHz ，调制方式：16QAM 调制＋跳频，码速率为1Msps ，

跳频频宽为3MHz ，跳频间隔为30微秒。

上述信号环境旨在模拟系统工作的复杂信号环境。

三 在仿真软件中复杂信号的产生

按照上述复杂信号的组成情况，在ADS 仿真软件中，利用ADS 信号处理环境Ptolemy 仿真环境提供的信号库，搭建出此复杂信号流逻辑构成图。图2为ADS 信号仿真的设计界面。

实际采集信号的波形文件Agilent E4438C/E8267D 矢量信号源输出接口为：射频微波，模拟IQ

T2

E xpression=j*2*pi*Tstep*Nsample

DBP Repeat=Yes

PFDD_DnLinkRF C3

FCarrier=2.137 GHz

TStep=Tstep

erSym*Nsym_shift))/3))VAR

VAR5Eqn Var ControlSimulation=YE S

Stop=DefaultNumericStop Start=DefaultNumericStart Plot=Rectangular

Numeric VAR VAR4

Eqn

Var MpyCx2

M2

M1R2SquareRoot=YES

E xcessBW=0.3SymbolInterval=SamPerSym Length=8*SamPerSym

Interpolation=SamPerSym DecimationPhase=0

Decimation=1

B2

nBits=4TableCx T5

B1LFSR_InitState=1

LFSR_Length=12ProbOfZero=0.5Type=Random VAR

VAR6

Eqn

Var VAR VAR2

Eqn Var

VAR VAR3

Nsamples=SamPerSym*Nsym

Eqn

Var S01

S0

图2: ADS 仿真复杂干扰信号设计界面 其中用到了许多ADS 自带信号库： 1. QPSK 调制模块

QPSK_Mod Q1

2. BPSK 调制模块

DBPSK_Mod D1