另外，與波形無(wú)關(guān)的系統(tǒng)有很多潛在好處，可以進(jìn)行配置以使其在任何給定波形環(huán)境中發(fā)揮作用。在當(dāng)今的一些軍用系統(tǒng)中，航空器上需要三到五個(gè)不同的收發(fā)器系統(tǒng)以幫助不同系統(tǒng)相互通信。將這些系統(tǒng)合并成一個(gè)與波形無(wú)關(guān)且具有軟件定義靈活性的系統(tǒng)，可以讓尺寸縮小5倍。

低SWaP的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

來(lái)自低SWaP市場(chǎng)的需求不斷增加，但還有許多挑戰(zhàn)需要克服。舉例來(lái)說(shuō)，單單濾波這一項(xiàng)要求就會(huì)使此類系統(tǒng)的尺寸增加不少。隨著頻率范圍提高到Ka波段，當(dāng)下變頻到1 GHz中頻(IF)時(shí)，越來(lái)越難以實(shí)現(xiàn)同樣的抑制性能。這就需要增加濾波器數(shù)量或增大濾波器尺寸。而且這些濾波器并不便宜，每個(gè)通常要花費(fèi)200美元或更多。就此而言，較高中頻會(huì)很有利，因?yàn)檫@樣可以降低濾波器要求。

此外，在低SWaP市場(chǎng)中，網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)以網(wǎng)格方式通信，部分網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有地面基礎(chǔ)設(shè)施。由于沒(méi)有一個(gè)中央位置來(lái)執(zhí)行處理，因此各收發(fā)器必須能夠處理收到的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信市場(chǎng)的天線與處理器之間是分離的，但在低SWaP市場(chǎng)，人們希望數(shù)字化處理和FPGA盡可能靠近天線。這種本地處理為此類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)使用多少帶寬設(shè)置了限制，因?yàn)橐幚淼膸捲綄挘瑒t所需的時(shí)鐘速率和器件功耗越高。在傳統(tǒng)固定安裝的Ka波段網(wǎng)絡(luò)中，可以使用高達(dá)1 GHz的瞬時(shí)帶寬。在低SWaP市場(chǎng)中，100 MHz到200 MHz更符合實(shí)際。

為了解決這些接收機(jī)挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)辦法是采用超外差架構(gòu)，其會(huì)將Ka波段下變頻至L波段，在下變頻到L波段之前可能還有一個(gè)中間級(jí)。這種方法需要使用大濾波器，器件數(shù)量多且功耗高，無(wú)法支持低SWaP要求。鑒于上述限制，典型超外差架構(gòu)開始在此類應(yīng)用中式微。

高中頻架構(gòu)

針對(duì)此類市場(chǎng)，更好且更合適的架構(gòu)是高中頻架構(gòu)。這種架構(gòu)利用了直接變頻收發(fā)器相關(guān)技術(shù)的最新進(jìn)展。在直接變頻收發(fā)器中，輸入RF能量直接變頻到基帶，并分割為I和Q兩個(gè)單獨(dú)的流。此類產(chǎn)品已將其頻率范圍提高到6 GHz，從而支持新的獨(dú)特使用場(chǎng)景。過(guò)去，這些器件的性能滿足不了要求超高性能的軍用和商用系統(tǒng)的需要。但最新進(jìn)展表明，利用這種技術(shù)可以滿足高性能需求。

這些器件的一些最新進(jìn)步包括：帶寬更高、線性度更好、集成數(shù)字信號(hào)處理功能更多、校準(zhǔn)更輕松。這些器件的典型帶寬高達(dá)200 MHz，而且可以針對(duì)不需要高帶寬的情況進(jìn)行調(diào)整。在頻譜擁擠的環(huán)境中，此類器件的高線性度還有助于提高性能。這會(huì)使靈敏度略有降低，但在這種環(huán)境中，此類折中是必要的。此外，集成DSP功能可降低系統(tǒng)中FPGA的負(fù)擔(dān)，節(jié)省功耗，減少?gòu)?fù)雜性。這些器件集成的FIR濾波器可進(jìn)一步幫助解決擁擠環(huán)境中常見(jiàn)的許多通道選擇率問(wèn)題。
此類器件的另一個(gè)進(jìn)步是集成了連續(xù)時(shí)間Σ-Δ型ADC (CTSD)?？够殳B濾波是這類ADC的固有功能，因此不再需要SAW濾波器，這有助于降低此類系統(tǒng)的延遲。

在高中頻架構(gòu)中，Ka波段不是直接變頻為基帶，而是先轉(zhuǎn)換到高中頻，然后饋入直接變頻接收機(jī)。由于此類轉(zhuǎn)換器的頻率范圍得到提高，該中頻可以放在5 GHz到6 GHz之間。中頻頻率從1GHz（當(dāng)今的典型系統(tǒng)）提高到5 GHz，使得鏡像頻率范圍比以前離得更遠(yuǎn)，故而前端濾波要求大大降低。前端濾波簡(jiǎn)化是縮小此類系統(tǒng)尺寸的一個(gè)因素。

采用AD9371的系統(tǒng)示例

圖1顯示了此類系統(tǒng)的一個(gè)例子。該系統(tǒng)由一個(gè)17 GHz到21 GHz的接收機(jī)通道和一個(gè)27 GHz到31 GHz的獨(dú)立發(fā)射機(jī)通道組成。從接收機(jī)通道開始，輸入RF能量先由Ka波段LNA放大，再進(jìn)行濾波以讓17 GHz到21 GHz信號(hào)通過(guò)混頻器?；祛l器利用一個(gè)22 GHz到26 GHz范圍的可調(diào)諧LO將17 GHz到21 GHz頻段以100 MHz一段下變頻至5 GHz IF。前端濾波器處理27 GHz到31 GHz范圍中的鏡像抑制、LO抑制和帶外信號(hào)的一般抑制，防止來(lái)自m × n鏡像的雜散信號(hào)通過(guò)混頻器。此濾波器很可能需要定制，但由于對(duì)此濾波器的要求降低，所以其尺寸、重量和成本會(huì)比傳統(tǒng)系統(tǒng)要低。