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下一代航空航天等通讯体系规划工程师正被推进到开发技能先进、高度可装备体系的阶段，需求整合各种不同的功用和需求，集成曾经经过独立体系完成的功用。明显，这样做的优点是可以削减使命渠道需求支撑的子体系数量，下降全体尺度、分量和功耗 (SWaP)，但因为还需求进一步支撑认知和实时装备，其应战可谓令人怯步。但是，新一代高功用、宽带器材为该应战供给了潜在解决计划，不只支撑各体系要求的高功用水平，并且作业规模又十分宽，足以应对多功用应战。
许多此类未来体系的终极方针是完成完全由软件决议的架构， 以便可以动态改动、在现场更新或在工厂装备实施计划和作业形式，无需或只需十分少的硬件更改。应战在于体系或许需求支撑各种作业形式的超集， 这要求底层单一硬件可以满意一切或许需求的作业形式的技能标准。
此类体系的一个比如是雷达和通讯渠道。雷达体系除多形式雷达外，还期望支撑电子援助办法 (ESM)；通讯体系除多波形通讯外，还期望完成信号情报 (SIGINT)功用。
在这两个比如中，体系均期望整合宽带和窄带功用，而这些功用在线性度、动态规模和其他要求方面一般截然不同。假如技能标准没有商议的地步，为了到达首要方针，规划人员或许不得不在功耗或尺度上作出退让。例如，考虑一个X波段雷达体系和一个宽带电子体系 (ELINT)。雷达体系的作业频率规模一般相对较窄，典型值是8 GHz到12 GHz频段内的数百MHz。相比之下，ELINT体系的作业频率规模一般是2 GHz到18 GHz，包含一切S、C和X波段。假如假定这两个完成计划的尺度有必要相同，那么或许需求在功用上作出退让以支撑ELINT体系更宽的频率规模和掩盖。关于本例，一般可以用信号链的线性度或功耗来交换带宽。
若将相同的理念运用于器材层面，则会观察到相同的问题。关于宽带体系，器材至少有一个方面的功用会受到影响，例如线性度、噪声功用或功耗等。下面的表1显现了集成压控振荡器 (VCO) 的宽带和窄带锁相环 (PLL) 的典型功用折中。可以看到，窄带器材具有更好的典型相位噪声、品质因数和功耗功用，但明显这是以献身灵敏性为价值来取得的。
表1. 集成VCO的典型宽带和窄带PLL的功用比较
| 集成VCO的宽带PLL ADF4351 | 集成VCO的窄带PLL HMC837 | |
| 输出频率 | 0.035 GHz至 4.4 GHz 4.4 GHz | 1.025 GHz至 1.150 GHz |
| 品质因数 | –221 dBc/Hz | –230 dBc/Hz |
| VCO P/N @ 100 kHz (dBc/Hz) |
–114 | –120 |
| VCO P/N @ 1 MHz (dBc/Hz) |
–134 | –147 |
| 尺度 | 5 mm × 5 mm | 6 mm × 6 mm |
| 功耗 | 370 mW | 168 mW |
尽管在单个体系中完成多种体系标准时，总会有一些折中和退让，但下一代射频和微波器材以及高速ADC将会缓解未来体系规划师的部分压力。CMOS和硅锗 (SiGe) 工艺以及其他方面的前进，使得越来越多的数字功用可以被集成到新一代器材中。除了灵敏多变以外，先进的信号处理才能还能供给校准或数字补偿功用，使得体系全体的功用水平更挨近于对应的窄带体系，一同还能重新装备并运用更宽的带宽来支撑所需的作业形式。
图1所示为一个根据多种最新射频和微波器材的通用宽带接收机架构图。
尽管在实践运用中，上述架构或许需求额定的滤波和增益级来完成详细标准要求，但底层器材的灵敏性支撑完成带宽十分宽的监控体系架构。此外，可装备的数字信号处理功用支撑信号链在需求时履行更多窄带功用。更妙的是，体系还能动态实时地改变作业形式，然后有望与下流的其他数字信号处理电路一同支撑更多功用。
图中所示信号链的前两级——低噪声放大器 (LNA) 和混频器系选用GaAS技能完成。尽管宽带SiGe混频器已取得前进，但前端器材最好仍是运用GaAs和GaN器材。两种状况下，HMC1049和HMC1048都能供给十分宽规模的功用和超卓的IP3，支撑窄带和宽带操作。这些器材说明，工艺前进使得单个器材就能满意多种标准要求，而无需附加数字功用。数字功用嵌入射频器材的优点可以在信号链的其他元件中看到。
新式PLL ADF5355集成VCO，支撑54 MHz至13.6 GHz的射频输出，并供给宽规模的合成器频率以供运用。该器材根据SiGe工艺，选用四个独立集成的VCO内核，可以支撑丰厚多样的操作。每个内核运用256个交叠频段，使得器材可以掩盖很宽的频率规模而无需很高的VCO灵敏度，相位噪声和杂散功用亦不受影响。器材内部集成的数字校准逻辑主动挑选正确的VCO和频段。该器材使得信号链既能支撑54 MHz至13.6 GHz的射频扫描，也能视需求支撑固定频率。一同，信号链还能保持更多窄带体系操作所需的高功用水平，1 MHz偏移时的典型相位噪声为–138 dBc/Hz。
ADA4961 ADC驱动器供给宽带功用和超卓的线性度。运用SPI和嵌入式数字操控，它在500 MHz时完成了90 dBc的IMD3功用，1.5 GHz时为–87 dBc。器材集成数字操控，支撑增益操控和快速发动选项，使得器材可以根据需求进行装备，最佳地发挥体系功用。快速发动还能前进体系的灵敏性，因为当FA引脚被驱动时（一般由ADC的超规模检测输出驱动），它能敏捷下降增益，使得ADC不会进入饱和状态。
信号链中的终究一个器材是AD9680，它是最新高速转换器之一。该器材根据65 nm CMOS工艺，在14位分辨率时支撑高达1 GSPS的采样速率。运用更高采样速率和GSPS转换器的带宽时，AD9680有才能以超越1 GHz的频率对中频信号进行欠采样。这与将体系数字转换点移近天线并前进体系灵敏性的继续趋势是共同的。该器材不只供给业界抢先的SFDR和SNR功用，并且集成了数字下变频 (DDC) 信号处理，输出带宽可定制。
TAD9680 ADC具有数字信号处理装备才能，既支撑宽带监控，又支撑窄带功用。当禁用并旁路集成的DDC时，它能支撑500 MHz以上的瞬时监控带宽。运用DDC时，数字数控振荡器 (NCO) 可设置为将窄带中频信号数字混频至基带，然后由可装备的抽取滤波器下降数据速率；当器材以最大ADC采样速率作业时，输出数据带宽可下降至60 MHz。数字信号处理不只可改进较低带宽下的体系SNR，还能供给可装备宽带和窄带信号链所需的灵敏性。
尽管本例重视的是接收机途径，但相似的器材和集成度也适用于发射机。新式DAC集成高度可装备的插值滤波器和数字上变频功用，可与相似以上所述的宽带射频和微波器材一同运用。
上例说明晰新一代宽带器材怎么集成越来越多的数字信号处理和功用，以及这怎么使未来体系具有动态装备才能，然后曾经所未有的功用水平支撑多形式作业。这与窄带和宽带操作无法共存的观念相对立。应当留意，以上简略的剖析并未触及某些滤波难题或功耗剖析。这些要素或许会严重影响实践的规划挑选和信号链架构。但是，跟着更高功用宽带器材的增多，以及信号处理才能的增强，未来高度可装备、具认知才能且由软件界说的体系看起来远景宽广。
终究再举一例以便更好地说明观念，AD9361等集成射频IC器材完成的集成度简直到达极致，进一步证明数字和模仿功用之间的边界越来越含糊。AD9361选用直接变频架构，集成了数字滤波和校准功用，高度灵敏，支撑70 MHz至6 GHz的射频输入频率和高达56 MHz的带宽。
AD9361的装备才能支撑广泛的运用，包含雷达、通讯、数据链路。运用数字校准和处理，该器材可以战胜直接变频体系的许多典型问题，并供给史无前例的集成度和装备才能，然后进一步支撑认知和多功用体系。
曾经，如此高的集成度和功用是不行幻想的。此外，因为无法战胜随频率和温度的镜像按捺等约束要素，许多体系规划师不得不避开直接变频架构。数字和模仿功用的更高耦合度，以及现在的器材中集成的高档校准和处理功用，供给了解决之道，在前进灵敏性的一同而不会明显影响功用和功耗。尽管运用由分立器材构成的窄带专用信号链仍能取得更好的功用，但距离已然在缩小。
软件界说体系的终极方针是一个射频和微波信号链合适一切运用，抱负状况是收发器等单个器材可支撑多功用和认知运用。实践上，一切体系离这个方针或许都有一段距离，但最新的开展和前进使得各种新半导体器材集成的功用越来越多，咱们离方针已越来越挨近。除了改进传统的射频功用以外，数字信号处理还能缓解和战胜某些多形式应战。或许要不了多长时间，选用单个器材或级联宽带器材的单一解决计划就能满意一切运用需求，软件界说体系终究梦想成真。
