【求助】求推荐7-20GHz微波信号源

https://www.kechuang.org/t/86092 中,我拆解了一个古董信号源。现在我们要把这个源换掉了,预算5W以下。用途是做微波干涉仪。


参数要求:

            7-20G频率可调,频段宽一点窄一点问题不大

            相位噪声要求不高,毕竟谐振腔的信号源都能用。

            输出功率需要20dBm,但是可以接受后面加一个放大器。

            输出电平需要尽可能稳定,随时间变化最好不超过1%,越小越好

            能调制最好,只能CW也没关系

            需要报销,不接受二手仪器


我之前实际上做了一个便宜的方案,用压控振荡器/频率合成器+压控衰减器+放大器,成本大概3、4k。不过现在有钱就不考虑了。KC901我在考虑,买回来正好别的地方也能用,但是KC901输出0dBm,再接个放大器有点不爽。不知道坛友有没有什么推荐的设备或者厂家,谢谢各位了。

            

[修改于 10 天前 - 2020-09-16 17:16:46]

来自:无线电 / 业余无线电
2020-09-16 16:21:10
1楼

输出功率是-20还是+20dBm啊,-20很轻松呀。另外建议您明确对幅度随频率变化方面的要求,因为信号源的稳幅通常有两种方式,一个是用检波器结合模拟VGA或者VAA做ALC,另一个是通过校准表用数字ATT做ALC。从成本考虑901Q采用的是后者,在频率大幅变化时,会自动调整内部的衰减器来使输出幅度稳定,而调整衰减器是有步进的(1dB),也就是说,不同频率下的幅度可能有2dB或稍高的突变;若不希望这种突变,那么就要关闭ALC,如果在7-20G扫描,会产生10~15dB的幅度缓慢起伏。至于输出大小反而是可调的,内置衰减器可以把信号压到-20dBm。

另外,输出幅度(假设是指功率)随时间变化1%,这是一个极高的要求,意味着漂移不能超过0.05dB。目前是德100万的信号源也只保证0.01dB/℃的稳定度,要么您自己DIY恒温,要么买很贵仪器,通常还要预热半个钟头以后,房间里面装上空调基本恒温。

[修改于 10 天前 - 2020-09-16 17:43:19]

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2020-09-16 17:02:28
kewei_9900(作者)
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
输出功率是-20还是+20dBm啊,-20很轻松呀。另外建议您明确对幅度随频率变化方面的要求,因为信...

20dBm,我傻了,100mW

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kewei_9900(作者)
3楼
引用虎哥发表于1楼的内容
输出功率是-20还是+20dBm啊,-20很轻松呀。另外建议您明确对幅度随频率变化方面的要求,因为信...

EMMMMM,1%这个参数我是按希望的相位测量精度算出来的,可能是太高了。幅度对频率变化对我没有任何影响,我想我解释一下我们测量的过程你们就懂了

我们微波分成两路,一路通过被测等体,一路参考,参考路上有机械的相移器。合束之后进检波器。我们测量检波器输出和相移器位置的关系,得到一个曲线。然后把等体打开,这个曲线会有变化。


测量过程中是固定频率的,具体输出电平多少不重要。随时间漂移会影响测量,因为不知道电压变化是哪来的了。我用相移器参数算出了一个漂移量,但是达不到也没关系,因为这个测量没有那么精密。


一句话说白了,古董源我们也能用,不至于要求很高的。所以在考虑KC901,因为买来还能干点别的。

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4楼

这个。。。是测等离子体对幅度和相位的影响吗?如果在动态范围之内(考虑两个端口各6dB的衰减器改善匹配以后,大约还有40dB),貌似901Q直接看相位就行了。

这个用任何一台矢网都能完成啊,为啥要搞检波器移相器那么复杂。。

sticker

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5楼

5W预算上20G也许不够吧。你自己做虽然便宜,但是问题是既然是干涉仪,对信号的纯净性肯定是有要求的,你的信号链里面光是做滤波器就够烦人的了。也许商用的信号源加一个doubler和一个可调的腔体滤波器可能能在5W吧。这个13.6G的可能要超过10W了。

微信图片_20200916191934.png


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kewei_9900(作者)
6楼
引用虎哥发表于4楼的内容
这个。。。是测等离子体对幅度和相位的影响吗?如果在动态范围之内(考虑两个端口各6dB的衰减器改善匹配...

不行,等体加上之后可能产生超过2pi相位移动,在检波器能看到一个周期性的信号变化,但是在矢网上就没法区分了。用两个不同频率做差分听上去可行,但是不同波长微波在等体里产生的相移本身就不一样,到头来还是干涉最直接,能够分辨多个波长的相位移动

[修改于 10 天前 - 2020-09-16 19:37:49]

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2020-09-16 20:17:26
7楼
引用该用户不需要名字发表于5楼的内容
5W预算上20G也许不够吧。你自己做虽然便宜,但是问题是既然是干涉仪,对信号的纯净性肯定是有要求的,...

如果对信号纯净有要求,KC901Q可能是不行的,需要18.6G版本的KC908,他的信号源装有跟踪滤波器。但频率又不够20G,而且价格(如果不算内部折扣)也超了。主流指标的高频信号源很贵,比频谱和矢网都贵,因为里面确实有很多值钱的东西。原来HMC有一种纯CW信号源,由于没有调制,纯粹的PLL+douber,价格好像还可以,但同样存在信号不纯的问题。

所以问题的是,到底要多纯?

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8楼
引用kewei_9900发表于6楼的内容
不行,等体加上之后可能产生超过2pi相位移动,在检波器能看到一个周期性的信号变化,但是在矢网上就没法...

请指教如何消除相位混叠?

感觉群延迟测试更适合呢。

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9楼
引用虎哥发表于7楼的内容
如果对信号纯净有要求,KC901Q可能是不行的,需要18.6G版本的KC908,他的信号源装有跟踪滤...

应该会影响信噪比。具体要多少恐怕就要靠他的公式和仿真确定了。


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kewei_9900(作者)
10楼
引用虎哥发表于8楼的内容
请指教如何消除相位混叠?感觉群延迟测试更适合呢。

我们这里其实很简单,因为等离子体建立时间是相对长的(根据源不同可能是毫秒/微秒量级),产生的微波相位移动也是相对缓慢,用示波器跟踪检波器的输出,如果有整数个2pi相位移动,就能看到对应的周期性移动。

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11楼
引用kewei_9900发表于10楼的内容
我们这里其实很简单,因为等离子体建立时间是相对长的(根据源不同可能是毫秒/微秒量级),产生的微波相位...

实时频谱仪和源锁定,后换到零中频模式,就是不扫频,也能和达到一样的效果。频谱仪加源也可以是矢网,不过20G可太高了,这预算不够的。还是检波器便宜,省了后面的信号分析了。


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2020-09-16 21:08:15
12楼
引用kewei_9900发表于10楼的内容
我们这里其实很简单,因为等离子体建立时间是相对长的(根据源不同可能是毫秒/微秒量级),产生的微波相位...

假设是用肉眼观察,天然神经网络识别,那么对于矢网来说,也能看到相位“慢慢的”移动,一样可以看出来经过了几个周期呀 sticker

[修改于 10 天前 - 2020-09-16 21:14:57]

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kewei_9900(作者)
13楼

频谱纯度的需求可以估计出来,微波相干长度约等于光速除以带宽,我们装置中两束微波行程差不超过0.1m,有微波带宽约为3e9Hz,实际上要求比这要高得多,比如考虑1度的相位精度,微波带宽应当小于1e7Hz,约为10MHz,我想这对于任何一个现代源来说都是一个很低的要求了


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kewei_9900(作者)
14楼
引用虎哥发表于12楼的内容
假设是用肉眼观察,天然神经网络识别,那么对于矢网来说,也能看到相位“慢慢的”移动,一样可以看出来经过...

有的可以,我们有一个电子束等离子体是慢慢激发的,秒量级。但是那个密度本身就低,到不了2pi哈哈哈。

别的还是得设好示波器,单次触发

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kewei_9900(作者)
15楼

可惜手里没有频谱仪能测,不然可以测一下那个古董源,心里就有数了。我是不相信那种老古董源频谱能有多好看,毕竟谐振腔Q值在那里。

现在看感觉用KC901Q概率很大,毕竟手里就这点钱。908的18.6G版本要多少钱啊,我看淘宝店没标。

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16楼

纯度不是这样的,信号源的主波带宽理论上是无限窄的,考虑近端噪音,也可以认为小于0.01Hz。

说不纯主要是指存在倍频器的基波和三次谐波泄漏(倍频器要的是二次谐波),专门的信号源必须将其滤去,只允许出现末级放大器的谐波,通常能做到-50dBc。

图:E8267D的谐波指标

1.png

901没有这样的滤波器,当主波在10-20G范围内时,基波和谐波大约有-20dBc,也就是比主波低20dB。不过如果你的腔体是窄带的,那么不论基波还是三次谐波,都不能通过腔体。

908的18.6G版本尚未开始供应,预计标准配置市场价6万左右。

[修改于 10 天前 - 2020-09-16 22:13:35]

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2020-09-16 23:15:39
kewei_9900(作者)
17楼
引用虎哥发表于16楼的内容
纯度不是这样的,信号源的主波带宽理论上是无限窄的,考虑近端噪音,也可以认为小于0.01Hz。说不纯主...

我射频知识只有半吊子的水平,理解错了。不过还是没问题,因为

1、我们的微波移相器工作不到30GHz,所以10G以上信号的三次谐波,进入参考路后会很大程度衰减,测量路部分的三次谐波,进入检波器之后变成一个直流信号,对测量不造成影响。


2、我们这种调节移相器的测量中,三次谐波产生的信号很容易可以在后期数据处理的时候滤掉


3、20dB对应的相位误差,仍然可以接受


4、原理上来说,原来用的源,同样会产生很强的高次谐波,而我们没做任何处理


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18楼

是的,看起来可以用。

不过谐波算得有些问题,如果使用频率是10G,那么基波在5G,三次谐波就是15G,就落到了带内。

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kewei_9900(作者)
19楼

我现在感觉KC901Q挺好,最后问题就只有,我如果买KC901Q,然后后面接诸如HMC633这样的放大器,把信号放大到20dBm,会有什么大坑么。我感觉靠谱,但是没做过这么高频率的射频放大器,不知道会不会比我想象的困难。万一不行其实也没啥,我可以在检波器后面接斩波放大器,就是导师那边有点难说过去

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kewei_9900(作者)
20楼
引用虎哥发表于18楼的内容
是的,看起来可以用。不过谐波算得有些问题,如果使用频率是10G,那么基波在5G,三次谐波就是15G,...

确实,KC901我记得高频用的是倍频信号产生的。不过强度不高就不管了。

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2020-09-17 00:04:43
21楼

高频的MMIC对于输入输出匹配要求比较高,我的意思是,他虽然已经匹配到50欧了,但是外部阻抗如果不佳,对他的性能影响比较大。而到这个频率,需要比较好的连接器和板材,第一次出来效果不好倒是很正常,如果运气不好,可以总结经验多做几次。300元的MMIC(比如HMC633)做成的放大器要卖好几千元,还是有些道理的。

另外,这类IC的驱动也比较麻烦,他需要先把Vgg拉到使管子关断,然后才能上电,然后再开启Vgg并调定到合适的管电流。麻烦的是,Vgg是负电源,不是太好控制。这些工作有专用的MMIC驱动芯片来实现,但这个芯片比较贵,要100多元。。。当然不用这些劳什子,同时上电,仪表局测试过没烧,但是产品上不敢偷懒,万一久了烧了呢。如果是批量生产,可以自己搭这个驱动电路节省成本,也就10元RMB的元件。单个生产,搭这个电路耗费的人力肯定比买一个驱动芯片贵。

[修改于 9 天前 - 2020-09-17 03:07:17]

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22楼

测量电长度变化可以用正交解调器,记录I/Q输出波形即可。此方案对功率稳定度要求不高。


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