在大型數字波束合成天線中，人們非常希望通過組合來自分布式波形發生器和接收器的信號這一波束合成過程改善動態范圍。如果關聯誤差項不相關，則可以在噪聲和雜散性能方面使動態范圍提升10logN。這里的N是波形發生器或接收器通道的數量。噪聲在本質上是一個非常隨機的過程，因此非常適合跟蹤相關和不相關的噪聲源。然而，雜散信號的存在增加了強制雜散去相關的難度。因此，可以強制雜散信號去相關的任何設計方法對相控陣系統架構都是有價值的。

在本文中，我們將回顧以前發布的技術，這些技術通過偏移LO頻率并以數字方式補償此偏移，強制雜散信號去相關。

已知雜散去相關方法

在相控陣中，用于強制雜散去相關的各種方法問世已有些時日。已知的第一份文獻1可以追溯到2002年，該文描述了用于確保接收器雜散不相關的一種通用方法。在這種方法中，先以已知方式，修改從接收器到接收器的信號。然后，接收器的非線性分量使信號失真。在接收器輸出端，將剛才在接收器中引入的修改反轉。目標信號變得相干或相關，但不會恢復失真項。在測試中實現的修改方法是將每個本振(LO)頻率合成器設置為不同的頻率，然后在數字處理過程中以數字方式調諧數控振蕩器(NCO)，以校正修改。

圖1所示為ADI公司收發器ADRV9009的功能框圖。

每個波形發生器或接收器都是用直接變頻架構實現的。Daniel Rabinkin的文章《前端非線性失真與陣列波形合成》詳細地討論 了各種直接變頻架構。4 LO頻率可以獨立編程到各IC上。數字處理部分包括數字上/下變頻，其NCO也可跨IC獨立編程。Peter Delos的文章《寬帶射頻接收器架構的選項》對數字下變頻進行了進一步的描述。

接下來，我們將展示一種方法，可以用于在多個收發器上強制雜散去相關。首先，通過編程板載鎖相環(PLL)偏移LO的頻率。然后，設置NCO的頻率，以數字化補償施加的LO頻率偏移。通過調整收發器IC內部的兩個特性，進出收發器的數字數據不必在頻率上偏移，整個頻率轉換和寄生去相關功能都內置在收發器IC中。

圖2所示為具有代表性的波形發生器陣列功能框圖。

為了從頻率角度說明概念，圖3展示了一個帶有來自直接變頻架構的兩個發送信號的示例。在這些示例中，射頻位于LO的高端。在直接變頻架構中，鏡像頻率和三次諧波出現在LO的相對側，并顯示在LO頻率下方。當將不同通道的LO頻率設置為相同的頻率時，雜散頻率也處于相同的頻率，如圖3a所示。圖3b所示為LO2的設置頻率高于LO1的情況。數字NCO同等地偏移，使RF信號實現相干增益。鏡像和三次諧波失真積處于不同的頻率，因此不相關。圖3c所示為與圖3b相同的配置，只是RF載波添加了調制。

圖3. 用頻率顯示雜散信號的光譜示例。三個示例：(a) 無雜散去相關的兩個組合CW信號；(b) 強制雜散去相關的兩個組合CW信號；以及 (c) 強制雜散去相關的兩個組合調制信號。

測量結果

組裝了一個基于收發器的8通道射頻測試臺，用于評估相控陣應用的收發器產品線。評估波形發生器的測試設置如圖4所示。在該測試中，將相同的數字數據應用于所有波形發生器。通過調整NCO相位實施跨通道校準，以確保射頻信號在8路組合器處同相并且相干地組合。

圖4. 波形發生器雜散測試設置。

接下來，我們將展示測試數據，比較以下兩種情況下的雜散性能：一是將LO和NCO都設為相同的頻率；二是偏移LO和NCO的頻率。所使用的收發器在一個雙通道器件內共用一個LO（見圖1），因此對于8個射頻通道來說，共有4個不同的LO頻率。