序言

作为一种非常基础、非常通用的测试设备，信号源广泛应用于航空、航天、雷达、导航及无线通信应用中。信号源不仅可以给系统提供激励信号、本振信号，在诸如射频元器件的谐波测试、交调特性等测试中，也都需要信号源提供相应的激励信号。众所周知，射频信号源有模拟信号源和矢量信号源之分，在射频应用领域，矢量信号源的功能多样性、技术复杂度、应用的广泛度相对更高。

矢量信号源简述

提到信号源，相信大家都有这样的印象：信号源可以输出单频点信号，可以设置幅度、频率，再稍微复杂一点，还可以实现扫频信号输出，甚至是产生调幅、调频、调相等模拟调制信号。

这是一台模拟信号源，除了模拟信号源，还有更新一代的信号源——矢量信号源。什么是矢量信号源？与模拟信号源有什么区别？

矢量信号源和模拟信号源一个典型的区别在于，是否有DAC和IQ调制器。模拟信号源是没有DAC和IQ调制器的，而主要由锁相环频综和射频通道调理电路构成。相反，矢量信号源主要用于产生数字调制、雷达信号甚至更加复杂应用场景的信号，这些信号的产生首先在数字侧实现，然后经过DAC转换为模拟信号，再经过IQ调制器实现上变频调制到射频频段。

图1. 矢量信号源结构示意图

简单讲，矢量信号源包括基带功能模块、IQ上变频模块、锁相环频综及通道调理电路(放大、衰减)等部分，可以依托IQ机制实现任意波形的产生。正是由于采用IQ机制，波形的每个样点均可映射至IQ坐标系——这是一种矢量坐标系，每个波形样点都是一个矢量，所以基于这种方式的信号源被称为矢量信号源。而模拟信号源限于其功能架构，功能较为单一，只能产生相对简单的模拟调制射频信号。

如何表征矢量信号源的性能？

模拟信号源的表征参数通常包括：频率范围、频率精度，输出功率范围，频谱纯度，这些依然适用于矢量信号源。除了以上参数外，还需要考虑IQ调制带宽或采样率，IQ波形存储长度，宽带频率响应特性等，才能更加完整地表征矢量信号源的性能。

频率范围、频率精度以及输出功率范围比较容易理解，下面着重介绍一下其它几个参数。

(1) 频谱纯度：描述频谱纯度的具体参数包括单边带相位噪声、谐波抑制、宽频带杂散抑制等。在实际应用中，用户尤为关注前两个参数，这是为什么呢？

相位噪声是信号源极为重要的参数，尤其对于矢量源而言，若相位噪声较差，将直接影响数字调制信号的调制质量，最直观的表现就是，对于涉及相位调制的数字调制信号，其EVM会随着相位噪声的恶化而恶化。

当信号源为接收系统提供本振信号时，下变频过程中，本振信号的相位噪声也会被搬移至中频，这势必会影响信号的分析，尤其当附近存在较强的干扰信号时，这种影响可能会更加明显。

测试射频有源器件的谐波时，当然也是希望信号源本身的谐波越低越好，防止对被测件谐波的测试带来影响。另外，也曾遇到过测试接收通道的噪声系数时，因本振信号的谐波将低频噪声经过调制搬移至测试频段的情况，这将导致噪声系数测试结果增大很多。因此，希望信号源自身的谐波抑制度越高越好！

(2) IQ调制带宽或采样率：调制带宽与采样率是相对应的，此处的采样率实际是指DAC的采样率，根据奈奎斯特采样定理，采样率越高，则可以输出的最高有效信号频率越高，所支持的调制带宽越宽(当然是在不超过模拟通道带宽的前提下)。而且，在保证一定调制带宽的情况下，增大采样率可以改善DAC输出信号的质量。对于矢量信号源而言，用户更多的还是直接关注IQ调制带宽是否能够满足所需要的信号带宽。

(3) IQ波形存储长度：这个参数描述了矢量信号源存储波形文件的能力，即可以存储多少个样点的波形文件，决定了信号源单次播放波形文件的最大长度。比如，2G Samples存储长度，意味着可以单次加载并播放2G个样点。雷达测试应用中，经常涉及到复杂场景的模拟，这对矢量信号源的样点存储能力有比较高的要求。

(4) 宽带频率响应：主要是指矢量信号源所支持的最大带宽内的幅频响应和相频响应。理论上，带宽内的幅频响应越平坦、相频响应线性度越好，矢量信号调制质量也越高。宽带矢量信号源通常会在出厂时完成模拟通道频响校准，并将数据保存于仪表内部，播放波形前会对波形进行处理，以补偿模拟通道的频响，从而改善信号质量。优异的宽带频响特性，是获得高质量宽带信号的强有力保证。

KSW-VSG02矢量信号源特点

频率高达44GHz，最高支持2GHz射频带宽，具有突出的相噪性能，丰富的数字调制类型和强大的脉冲信号产生功能， UI操作简洁方便，是航空航天、雷达、导航及无线通信应用的理想选择。

图2. KSW-VSG02矢量信号源

KSW-VSG02技术特点：

频率范围：100kHz~6/20/40/44GHz

通道数目：单通道或双通道

功率范围：-120dBm~+21dBm

调制带宽：最高2GHz带宽

样点存储：2G Samples

波形存储：1T Samples

频率精度/稳定度：5*10-8

输出功率精度：1)< 0.6dB@ F <= pout="">= -100dBm

2)< 0.9dB@ F <= pout="">= -100dBm

3)< 1.2dB@ F <= pout="">= -100dBm

相位噪声： <-146dBc/Hz （典型值）@ 1GHz， 20kHz offset

 <-130dBc/Hz （典型值）@ 10GHz，20kHz offset

ACLR: 1)< -68dBc@WCDMA 64DPCH

2)< -53dBc@5G NR, FR1,100M ,60kHz SCS:

EVM: < 0.5% （典型值）@BW = 200MHz，QPSK

谐波抑制：≤-35dBc

脉冲调制：关断比> 80dB, 上升/下降时间< 10ns

窄带脉冲：30ns

波形功能：集成PSK\MSK\APSK\QAM\等通用数字调制信号生成功能，提供多种重要的数字通信标准波形发生软件(LTE，5G NR, WiFi, etc.)，强大的雷达信号生成功能，且支持自定义的波形文件。

KSW-VSG02可选频率型号灵活，针对5G NR sub-6G和mmWave频段应用、Ku/Ka-band雷达应用，均提供了相应的频率型号。支持双通道，单台设备可以当做两台信号源使用，也可以输出两路相参信号。