تُعد مصادر الإشارات المتجهة عالية الأداء ضرورية للمجالات المتقدمة مثل اختبار الاتصالات والحرب الإلكترونية والرادار. وتقليدياً، هيمن المصنعون الأجانب على رقاقات وتقنيات الترددات اللاسلكية مما أدى إلى وجود نقاط ضعف في سلسلة التوريد وارتفاع التكاليف. وللتغلب على هذه المشكلة، نجح فريق بحثي في تطوير مصدر إشارات متجهة متعدد القنوات باستخدام رقائق الترددات اللاسلكية المحلية، مما يمثل خطوة مهمة نحو معدات اختبار متطورة مستقلة وآمنة.

البنية الأساسية: دمج FPGAs FPGAs ورقاقات الترددات اللاسلكية المحلية

لمعالجة القيود المفروضة على منتجات مصدر الإشارة الأجنبية، صمم فريق البحث بنية نظام قوية. ويقع في قلبه شريحة FPGA المسؤولة عن توليد الإشارات والجدولة والتحكم في النظام. ويكمن الإنجاز في استخدام شريحة CX8242K لإرسال واستقبال الترددات اللاسلكية، وهي شريحة ترددات لاسلكية عريضة النطاق منتجة محلياً، كمولد لإشارات الترددات اللاسلكية. تدمج هذه الرقاقة وحدة DAC عالية السرعة، وخلاط، ووحدة تحويل رقمي لأعلى (DUC)، ووحدة تحكم في الطاقة، مما يدعم عرض نطاق ترددي للإشارة لحظي يصل إلى 1200 ميجاهرتز، مما يضمن أمان سلسلة التوريد والأداء العالي.

التقنيات الرئيسية: تحقيق النطاق الترددي العريض والدقة العالية

يتميز النظام بالعديد من التقنيات الهامة لتبادل البيانات عالية السرعة وتوليد إشارات دقيقة:

واجهة JESD204C فائقة السرعة JESD204C

ويتيح هذا البروتوكول، إلى جانب جهاز الإرسال والاستقبال التسلسلي عالي السرعة في FPGA، معدلات نقل بيانات تصل إلى 16.5 جيجابت في الثانية لكل قناة، مما يضمن نقل إشارات النطاق العريض في الوقت الفعلي إلى شريحة التردد اللاسلكي.

مزامنة الساعة الدقيقة

وباستخدام شريحة إدارة الساعة HMC7044، يقوم النظام بمزامنة ساعات جميع القنوات مع اهتزاز منخفض، مما يضمن إخراجاً عالي الجودة ومتعدد القنوات.

التخطيط الذكي للترددات

تعمل التعديلات الديناميكية لمعدلات أخذ العينات DAC ومعاملات الاستيفاء على منع التداخل، مما يوفر إشارات عالية النقاء عبر نطاق تردد واسع (10 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز).

أداء ممتاز: نتائج الاختبار والتحقق من الصحة

تُظهر الاختبارات التجريبية الأداء المتميز لمصدر الإشارة القائم على رقاقة التردد اللاسلكي:

مخرجات النطاق العريض: نطاق التردد من 10 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز.

عرض نطاق ترددي عالٍ: يدعم نطاق ترددي لإشارة التضمين يصل إلى 800 ميجاهرتز لكل قناة، متجاوزًا المنتجات التجارية.

إشارات زائفة منخفضة: يتجاوز النطاق الديناميكي أحادي النغمة 80 ديسيبل سي وضوضاء الطور أقل من -99 ديسيبل سي/هرتز عند 1 كيلوهرتز.

تزامن متعدد القنوات: يدعم الإخراج المتزامن ثنائي القناة لاختبار الأنظمة المتقدمة مثل المصفوفات المرحلية و MIMO.

الخاتمة والتوقعات المستقبلية

يوضح هذا البحث إمكانات رقاقات الترددات اللاسلكية المحلية في إنشاء معدات اختبار مستقلة عالية الأداء. وقد أظهرت شريحة الترددات اللاسلكية CX8242K أداءً رائعًا، مما يؤكد القدرات المتنامية لرقائق الترددات اللاسلكية المحلية في التطبيقات المتطورة. مع استمرار تطور تكنولوجيا رقائق الترددات اللاسلكية في التطور، تتقدم الصين نحو الاستقلالية الكاملة في مجال الإلكترونيات والأجهزة المتطورة، مما يقلل من الاعتماد على المنتجات الأجنبية.