射频捷变收发器ADRV9009的参数及其应用场景
射频捷变收发器ADRV9009的参数及其应用场景
ADRV9009是一款高集成度射频捷变收发器，支持75 MHz至6000 MHz的频率范围，最大接收带宽可达200 MHz。该产品集成了双通道发射器和接收器、频率合成器以及数字信号处理功能，特别适用于3G、4G和5G TDD宏基站、TDD有源天线系统、大规模MIMO系统等高性能应用场景。
产品特性
- 频率范围：75 MHz 至 6000 MHz
- 最大接收带宽：200 MHz
- 最大可调发射合成带宽：450 MHz
- 最大观测接收带宽：450 MHz
- 集成合成器：包括分数-N RF频率合成器和时钟合成器
- JESD204B接口：支持高达12.288 Gbps的通道速率
- 功耗：可以直接从1.3 V和1.8 V稳压器供电
- 封装：12 mm × 12 mm，196球芯片级球栅阵列（CSP_BGA）封装
- 调制精度：高调制精度和极低噪声的直接转换调制器
- 接收路径：包括自动和手动衰减控制、直流偏移校正、正交误差校正（QEC）和数字滤波
- 多芯片同步：用于RF本地振荡器（LO）和基带时钟的相位同步机制
- 辅助功能：包括模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）和通用输入/输出（GPIO）
应用场景
ADRV9009适用于多种高性能和低功耗需求的应用场景，主要包括：
- 3G、4G和5G TDD宏基站：支持时间分割双工（TDD）宏基站应用，提供高性能和低功耗的解决方案
- TDD有源天线系统：适用于需要高带宽和高动态范围的有源天线系统
- 大规模多输入多输出（MIMO）系统：支持大规模MIMO系统，提供多通道同步和高带宽传输
- 相控阵雷达：适用于相控阵雷达系统，提供高精度和低噪声的信号处理
- 电子战：在电子战应用中，提供快速频率跳变和高带宽的信号处理能力
- 军事通信：适用于军事通信系统，提供高性能和可靠的通信解决方案
- 便携式测试设备：用于设计便携式、实验室级5G测试和测量设备，适合现场测试蜂窝和物联网网络
其他应用包括射频前端控制、功率放大器控制和灵活的外部增益控制模式。
在军用通信系统中的应用
新一代军用通信（MILCOM）平台面临着维持关键差异的同时缩小与商用通信系统差距的挑战。这些平台需要对仅支持语音的系统进行更改，添加数据和文本功能，以将地图、图像和视频等数据传递给战场上的士兵。
更宽的带宽会带来无线电平台难题，主要与尺寸、重量和功耗（SWaP）相关。MILCOM平台使用的传统射频（RF）信号链需要消耗更多功率才能扩展到更宽的带宽以及数字调制方案，并且还会增加尺寸和重量。
对士兵来说，增加通讯装置的尺寸、重量和功耗是不可接受的，他们需要更小巧、功能更强的无线电装置，可在最小电池电量下为长时间任务持续供电。因此，新一代MILCOM平台需要使用新的RF信号链架构。
小尺寸无线电设计的一次革命是集成式RF收发器。集成式收发器通过多种方式实现无线电分区，减小了尺寸和功耗。首先，RF和模拟器件可以转换到数字域，例如RF滤波器可转变为数字滤波器。这些功能模块的数字实现比相应的RF模块更高效，并且可编程性更强。
其次，分立式RF信号链通常为外差架构，需要多层频率转换、滤波、放大和数字采样。集成式收发器可采用零中频（ZIF）架构，大大减少了信号链中所需的元件，特别是所需的滤波和放大级。去除这些级可减小尺寸和功耗。
最后，ZIF架构可更有效地利用数字转换器，从而降低宽带系统中的整体功耗。虽然在过去十年里，商用平台能够充分利用ZIF收发器，但是具有MILCOM适用特性的首批产品近几年才上市。可用于MILCOM系统的最新收发器是 ADRV9009。
ADRV9009是一款CMOS收发器，具有多个MILCOM适用特性。首先，该器件是原生时间双工器件（TDD），这是PTT架构的典型工作方式，与内带两个本地振荡器（LO）的器件相比，可节省功耗。
其次，从频率生成和校准两方面来看，集成LO支持收发器中的本地跳频。
第三，ADRV9009的可用带宽可在20 MHz和200 MHz之间编程设置，支持一系列宽带宽工作模式。
第四，ADRV9009是一个与波形无关的收发器，这意味着它可以提供绝大多数波形的RF至比特流。因此ADRV9009既支持当今可用的各种波形，也支持将来有可能开发的波形。
最后，ADRV9009还将多个辅助功能集成到收发器中。自动增益控制（AGC）对于优化接收器动态范围至关重要，ADRV9009具有30 dB范围的内部AGC环路。该器件还集成了温度传感器、控制转换器和通用输出（GPO），节省了无线电系统的空间。
现代化防务通信系统是一项挑战，需要进行一系列跨学科工程技术创新。然而，对于无线电电路的主干来说，集成式收发器在提供单芯片解决方案方面取得了很大进展，这类方案将集成大部分的接收器和发送器信号链，同时保持跳频、AGC和升级支持未来波形的能力。以这类收发器作为无线电的核心构建模块，将有助于实现新一代MILCOM无线电系统。