宽带射频应用中的十大测试挑战

在这个属于工程师的时代，工程师对测试仪器的关注点主要集中在产品能否满足需求并解决测试中的问题，同时还要对不断变化的技术和标准需求予以充分考虑。泰克技术专家在与用户充分沟通的基础上，梳理出十大测试挑战并撰写相应文章，助力工程师的研发工作，用尖端的测试设备应对新标准发展、任务要求和前沿科技的挑战。

挑战1：生成复杂调制信号

在现代通信、导航设备等在研发过程中，需要产生复杂的调制信号来进行系统的性能验证。无论系统研制或性能评定都需要能产生具有某种信道特征的射频或数字信号等，并能够时分发射的信号，而这些用普通信号源难以产生，而研制专门的信号源受经费、技术状态等各种因素影响。因而，在预算可负担的范围内完成系统的研发和验证，成为一大挑战。

挑战2：任意波形发生器的半实物仿真

任意波形发生器是利用高速sac将内存中的波形文件转换为实际的波形信号。因其波形文件可以由用户灵活定制，任意波形发生器可以产生的波形信号也即可以灵活定制，其波形特征仅受限于其采样率带宽，可以用于各类半实物仿真中。

挑战3：复杂电磁环境综合测试

所谓的复杂电磁环境是信息化战场上在交战双方激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号，以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰，从而造成在频谱环境上呈现时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠、能量上高低分布的特征，严重影响武器装备效能、作战指挥和部队作战行动的无形战场环境。

挑战4：射频信号采集记录和回放

随着导航技术、电子对抗、频谱监测、卫星通信等空间科学的高速发展，射频信号采集记录和回放系统广泛应用于导航、气象、航空航天、通信、频谱监测等领域，需要将复杂的信号实时采集记录下来，进行分析和算法研究，并可以通过硬件或软件回放来模拟真实的工作环境，为各类接收机的研发和调试提供稳定可靠的信号模拟器，减少现场测试的时间和研发成本。

挑战5：无线电监测

无线电监测网主要实现电磁频谱的精细监管、全天候频谱监测和新一代的智能监测。这些功能需要采集海量数据，并对这些海量数据进行复杂分析和统计，从而实现在时、空、频、能量各维度对复杂电磁环境进行评估，并对频谱的态势变化进行预测报警等功能。电磁环境复杂程度的增加越来越多地表现在信号时域上突发多变，频率上拥挤重叠，能量上高低分布，方向上纵横交错等特点。

挑战6：超宽带信号的采集分析

随着技术的进步，更高载波、更高带宽的射频信号传输技术应用到雷达、太赫兹、通信、量子计算等产品的研制上，如毫米波汽车防撞雷达、Wigig等。40G载波、2GHz调制带宽以上的测试需求越来越多，甚至可能需要进行多路的同时采集，来进行系统的性能验证。面对如此宽的信号，一般频谱仪的分析带宽已经无法满足，只能借助示波器加矢量信号分析软件来完成。

挑戰7：太赫兹通信的复杂测试

THz通信应用包含了从器件到器件、板级通信、机器到机器、人机及人人的无线通信，包括室内和室外场景。THz通信提供了数十Gbps甚至是1Tbps的超高传输速率，以匹配未来的光纤通信容量。在THz通信中，从器件，包括辐射源、波导、滤波器、调制器，甚至天线到系统都有广阔的研究空间，除了基础的器件验证，对其通信系统的指标也都往往需要进行评估。

挑战8：多通道信号的产生于分析

现代通信、雷达、导航设备在研发过程中多需要产生复杂的调制和脉冲信号，同时进行多路同时输出和采集，来进行系统性能验证。如在宽带雷达系统的研制和系统性能评定时需要能产生的信号包括目标模拟、环境模拟、杂波模拟、噪声模拟、干扰模拟，并能任意改变其中的参数进行多路的输出。对于通信和导航系统来说，需要产生跳频、复杂调制并能够时分发射的信号。

挑战9：太赫兹雷达信号的分析测试

近年来，随着太赫兹器件性能的不断提高，太赫兹应用系统的研究与开发逐渐受到了世界各国的关注，美、欧和日尤为重视。美国政府将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之一，日本更是将太赫兹技术列为“国家支柱十大重点战略目标之首”。美国国家航空航天局（NASA）、美国国防部高级研究计划局（DARPA）、美国国家科学基金会（NSF）等。

挑战10：频率合成和调频同步难题

随着微电子与数字信号处理技术的广泛应用，尤其是FPGA、DSP以及DDS器件的发展，原先存在的频率合成器和跳频同步等难题已经解决，与自适应技术的结合进一步提高了跳频系统的性能。可以相信，跳频技术将向更高跳频速率、高数据传输速率发展。各种新颖的跳频实现方法也不断地提出，软件无线电概念的提出为跳频技术的发展开辟了一个新领域。

泰克科技已经发布与以上十大挑战相对应的《泰克十大宽带射频应用方案》，这些解决方案或许能对工程师的研发测试工作有所帮助和启发。