介绍未来天线设计的行业趋势是相控阵实现。这种技术趋势，加上缩短上市时间的上市时间压力，给相控阵系统中的RF设计人员带来了几项挑战。与射频
电子设备相关的一些挑战包括：
- 在多通道环境中验证射频电子设备
- 跨通道验证同步和校准
- 软件开发与生产硬件开发并行
为了应对这一行业挑战，有一个基于软件可配置的高速转换器的新型多通道RF到位开发平台。该开发平台集成了数据转换器，RF分配，功率调节和时钟，以提供16通道直接S波段采样解决方案。
集成式射频采样高速转换器最新版本的高速转换器在单片硅上集成了ADC，DAC和数字信号处理模块。图1所示的MxFE ™四通道，16位，12 GSPS，RF DAC和四通道，12位，4 GSPS，RF ADC是一个示例，包括四个ADC，四个DAC和数字上/下变频器，以及数控振荡器（NCO）和有限冲激响应（FIR）数字滤波器。DAC的采样率为12 GSPS，ADC的采样率为4 GSPS。模拟带宽可通过S波段和低C波段提供直接采样和波形生成。
图1. AD9081功能说明。
转换器处理更多的RF频谱频段，并在芯片上嵌入DSP功能，从而使用户能够配置可编程滤波器以及数字上变频和下变频模块，以满足特定的无线电信号带宽要求。与在
FPGA中执行这些功能的架构相比，专用硅片中的嵌入式处理可显着降低功耗。释放宝贵的FPGA资源可让设计人员使用更具成本效益的FPGA，或将FPGA资源分配给更高级别的系统应用程序处理。
16通道直接射频采样开发平台（Quad MxFE）16通道直接RF采样开发平台如图2所示，其框图如图3所示。为了解释命名约定：我们将集成转换器命名为混合信号前端（MxFE），并将16通道板命名为包含四个MxFE，并已命名为Quad MxFE。由于四个MxFE分别包含四个DAC和ADC，因此有16个发送通道和16个接收通道。
图2. 16通道直接RF采样开发平台（quad MxFE）。
图3. Quad MxFE框图。
RF部分包含平衡-不平衡转换器，放大器和滤波器，以简化RF接口。在收发器通道上，包含一个低通滤波器以抑制DAC图像以及DAC输出处的典型增益块。在接收器通道上，包括两个增益级和增益控制，以及用于二阶奈奎斯特采样的带通滤波器。滤波器位于Mini-Circuits的1206滤波器占用空间内，允许用户将滤波器交换为备用应用程序。
每个T / R对的通道间隔实现为600密耳，支持X波段，半波长，单极点阵间距。在这个占位面积上，该设计展示了每个
元件数字波束成形系统在X波段频率以下的兼容性。利用Quad MxFE直接生成S波段，可以添加单个额外的RF混频以实现X波段频率工作。
包括时钟
电路，所有时钟均来自一个公共参考频率。每个转换器都提供PLL，这些PLL锁相至参考频率并提供AD9081 时钟输入。包括一个测试点注入选件，用于使用备用转换器时钟源进行评估。数字时钟也从公共参考频率得出。包括一个时钟芯片，该时钟芯片可为AD9081提供SYSREF进行同步，FPGA所需的时钟以及一个为AD9081提供参考频率的选件，从而允许使用AD9081内部的PLL。
包括
电源分配和调节，如图4所示。所有所需电压均来自单个12 V输入。配电设计包括开关调节器和低噪声线性调节器的组合，用于敏感的模拟电压。
图4. Quad MxFE配电。
软件控制已经开发了软件，固件和FPGA代码，以通过高级处理语言对平台进行控制。
matlab ®脚本和图形用户界面已经被写入使系统工程师开发的模型直接在MATLAB环境接口硬件。通过MATLAB接口，可以对在
仿真中测试的自定义波形进行评估，然后直接在硬件中进行评估。接收数据捕获接口可实现用户特定的接收数据处理。
软件和固件都是开源的，类似于基于我们最新的收发器或转换器的其他Analog Devices模块。
结论Quad MxFE RF到位开发平台可实现通用的原型开发环境。功能包括：
- 开发平台展示了跨转换器IC和跨板的多通道同步。
- 在客户面前先在评估板环境中验证多通道性能，而不是仅仅为了同时测试多个通道而致力于生产设计。
- 一定程度的集成和功能性，可以与硬件产品化同时进行软件开发。
- 围绕高速转换器的所有电路的完整参考设计，包括RF I / O，时钟和同步电路，功率分配以及高速数字I / O路由。
这些功能的组合可以消除多通道RF系统产品开发中的原型制作步骤，从而使RF工程师可以充分利用实现并将精力集中在系统解决方案上。RF-to位开发平台最初旨在实现相控阵开发。但是，它提供的多功能性已应用于任何多通道RF系统，例如雷达，EW，5G和仪器仪表应用。结果是提供了真正由软件定义的多通道环境的单硬件，多应用程序平台。
