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相控陣雷達系統具有多個發射和接收通道. 先前, 這些系統使用單獨的傳輸和 集成電路接收晶片（集成電路）。 這些系統在 數模轉換器(DAC) of the transmitting PCB circuit and the 模數轉換器(ADC公司) of the receiving (Rx) circuit, 分別地. 這種離散的解決方案使許多系統變得更大, 花錢多的, 功耗高, 以便獲得所需數量的通道以執行所需功能. 由於製造和校準過程複雜, 這些系統通常需要很長時間才能上市. 然而, 最近出現了一種使用集成收發器的方法, 它將許多曾經被認為完全不同的功能合併為一個 集成電路. 這些 集成電路有助於實現小型相控陣雷達系統, 低功耗、低成本, 高通道計數, 以及更短的上市時間.
集成收發器將多個功能集成到單個集成電路中，如ADI的ADRV9009收發器（圖1）。 它將DAC、ADC、本地振盪器（LO）頻率合成器、微處理器、混頻器和更多功能集成到一個12.mm×12mm的單片晶片中。 此外，該產品還集成了兩個接收通道和兩個發射通道以及多個數位信號處理（DSP）組件，以獲得系統所需的暫態頻寬。 還提供了應用程序程式設計介面（API），用於在客戶的軟體平臺上操作收發器。 片上前端網絡可用於實現增益和衰减控制。 內寘初始化和跟踪校準常式用於提供許多通信和軍事應用所需的效能。
這些集成收發器可以通過注入稱為REF\u CLK的參攷時鐘訊號來創建發射機和接收機所需的所有時鐘訊號. 然後, DAC所需的所有時鐘/ADC採樣, LO生成, and 微處理器 clock are synthesized by the on-chip phase-locked loop (PLL). 如果內部低相位雜訊不足以滿足客戶的應用要求, 用戶可以從外部注入低相位雜訊LO.
來自收發器的數據通過標準化的JESD204b高速串列資料介面傳輸。 此介面支持同時接收和發送大量數據。 新的集成收發器解決方案可以幫助提供介面IP，並幫助客戶加快上市時間。 如果需要確定性延遲和資料同步，用戶可以使用內寘的多晶片同步（MCS）功能，並發送SYS\u REF訊號作為初始通道對齊序列（ILAS）1的主要定時參攷。
此外，內寘RFPLL相位同步功能可用於將發送或接收通道的LO相位設定為相對於主參攷相位的確定性。 通過使用MCS和RFPLL相位同步特性，您可以在初始化組件、頻率調諧或打開/關閉收發器通道時確保相位對齊。 圖2顯示了一個提供確定性相位並支持所有這些功能的新型集成收發器的示例。
圖2：內寘RFPLL相位同步功能允許系統和主參攷源之間存在確定性相位關係。
Use multiple integrated transceivers
If the system requires more than two receivers and two transmitters, 用戶仍然可以使用多個集成收發器，並受益于單晶片接收和傳輸通道實現的小尺寸. 此科技的一個示例如圖3所示. 所有設備的內部分頻器 集成電路通過使用併發SYS\u REF脈衝同步多個集成收發器，可以同時觸發. 這些SYS\U REF脈衝可由時鐘晶片或基帶處理器以可程式設計延遲發出, 它可以補償由於路徑長度不匹配而引起的延遲波動 集成電路s. 因此, 跨多個晶片和多個服務水平的數據路徑可以確定地延遲.
圖3：可以使用多個集成收發器來新增系統中的通道數量。
Integrated transceiver is the backbone of phased array radar
By using synchronous integrated transceivers to increase the number of channels, 這些設備成為相控陣雷達平臺的骨幹. 當與相位和振幅對齊的發射和接收通道組合時, 使用多個集成收發器可以提高系統級動態範圍, 虛假的, 和相位雜訊.
片上DSP功能，如數控振盪器（NCO）和數位上變頻器或數位下變頻器（DDC），現在支持在單個集成電路2內使用系統級雜散解相關方法。
通過使用多個集成收發器組合收發器通道，系統級雜訊譜密度（NSD）和雜散效能得到改善。 此舉通過降低系統的有效背景雜訊，同時保持通道的所有功能，提高了相控陣雷達系統的動態範圍。 圖4顯示了集成多達8個集成收發器接收通道並有效新增相控陣系統中的位數後獲得的系統級量測結果。 請注意，當從一個通道新增到八個通道時，NSD和計算的雜訊地板（由每個圖中的紅線表示）將新增6 dB。 這是因為，儘管總共有8個通道，但在用於創建這8個通道的4個集成收發器中，只有4個不同且不相關的服務水平（NLO=4）。 囙此，取得了以下改進：
所得結果與集成收發器提供的實驗結果相似。 此外，冗餘成像頻率以不相關的管道聚合，以實現系統級雜散效能改進。 隨著通道數量的新增，效能將進一步提高，以實現可擴展的系統。
圖4：使用ADRV9009集成收發器集成接收通道可以降低雜訊頻譜密度並提高動態範圍。
圖5：當使用內部LO時，集成多個ADRV9009傳輸通道可以改善系統級相位雜訊效能。 注入外部LO將改善子陣列的初始相位雜訊。
Integrated DSP features (such as NCO, 數位移相器, 和DUC/DDC) allow the implementation of baseband phase shift and frequency shift in the digital domain, 這反過來又允許在多通道中實現數位波束, 基於收發一體機的相控陣雷達系統成形. 將多個功能集成到單個 集成電路, 該系統現在可以使用集成收發器在許多相關相控陣應用中實現天線晶格間距. 使用更多收發器來新增通道數量通常可以縮小波束, 但會導致更大的系統. 然而, 現在，多個功能集成到一個 集成電路, 這個系統變得越來越大的比例仍然比過去小. 使用MATLAB®類比輻射模式後, 圖6顯示了當通道數從8個新增到1024個時，波束如何變窄, 以及理論波瓣振幅如何變得更深. 實際功率零點將在 天線設計。
in conclusion
Integrating multiple digital and analog functions in a 單個集成電路 可以實現更小的相控陣雷達系統. 這些系統支援數位波束形成和混合波束形成的實現, 取決於系統規格. 事實證明，使用ADI的ADRV9009可以實現系統級效能改進. 這些集成設備允許許多新系統使用相同的硬體來運行多個應用程序.
