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EDA/SW/T&M
WAVE MEASUREMENT
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- ELETTRONICA OGGI 461 - APRILE 2017
• Mixer armonici
I mixer armonici sono dispositivi che lavorano in modo tale
che la frequenza dell’oscillatore locale (LO) coinvolta nel
processo di miscelazione venga influenzata per mezzo di
componenti armoniche. Semplicità ed economicità sono i
principali vantaggi legati all’uso di questi tipi di mixer. Tut-
tavia, ci sono due principali problemi derivanti dall’uso di
questi sistemi. In primo luogo, il numero di armoniche che
vengono utilizzate per influenzare il segnale dell’oscillato-
re locale introducono perdite direttamente proporzionali
alla frequenza. Di conseguenza, il range dinamico della so-
luzione risulta piuttosto ridotto. Secondariamente, l’effetto
dei segnali fantasma (image response) è molto rilevante a
causa delle componenti a frequenze multiple che sono, in
maniera non voluta, miscelate nel processo. I segnali fan-
tasma che hanno il maggiore impatto sui risultati delle mi-
sura sono visualizzate a un offset doppio delle frequenza
intermedia (IF). Per esempio, se un segnale in ingresso da
un radar FMCW con una banda passante di 4 GHz viene
misurato da un analizzatore di spettro e un mixer armonico
progettato per lavorare a una frequenza IF di 1,58 GHz, pa-
rametri importanti quali errore di frequenza, larghezza di
banda occupata o potenza di trasmissione non potrebbero
essere misurate, perché ci sarebbe un segnale fantasma
sovrapposto al segnale reale del radar. In alcuni casi, que-
sto problema può essere risolto con metodi di soppres-
sione di questi segnali indesiderati. Tuttavia, non si tratta
di una soluzione efficace nel caso di modulazione FMCW,
dato che la frequenza trasmessa varia in continuazione.
• Configurazione di un classico down-converter
La modalità tipica per superare il problema della frequenza
immagine in soluzioni basate su mixer armonici è quella
di utilizzare la classica impostazione che prevede una so-
luzione di down-conversion connessa a un analizzatore di
spettro. Da una parte, a causa delle configurazioni utilizzate
dai mixer in fondamentali, che non utilizzano le armoniche
del segnale dell’oscillatore LO, una frequenza IF ideale può
essere configurata in base alla frequenza e larghezza di
banda del segnale sotto test. In sostanza, un generatore di
segnali ad onda continua combinato con un moltiplicatore
fornirà il necessario segnale LO per convertire verso il bas-
so il segnale desiderato (Fig. 1). D’altro canto, nel realizzare
il sistema è necessario abbinare diversi componenti come
mixer, oscillatori locali, moltiplicatori, filtri e amplificatori.
Ovviamente, dato che tutti questi dispositivi devono essere
configurati, calibrati e regolati durante il funzionamento, è
facile comprendere come le configurazioni di down-con-
version richiedono un notevole dispendio di tempo.
• Mixer che lavora in modo fondamentale
ad alte prestazioni
La figura 2 illustra il concetto che sta alla base dei mixer
ad alte prestazioni che lavorano in modo fondamentale, di
Anritsu. I mixer MA2808A e MA2806A, funzionanti rispet-
tivamente nelle bande E e V, possono essere visti alla stre-
gua di down converter integrati, che includono un molti-
plicatore single-purpose, un amplificatore a basso rumore,
filtri e mixer che operano in modo fondamentale basati su
tecnologia a guida d’onda. Questi dispositivi rappresenta-
no una soluzione che permette di affrontare in modo effi-
cace i problemi visti in precedenza grazie a caratteristiche
quali elevato range dinamico, segnali fantasma “molto lon-
tani” dal segnale desiderato e singola connessione a un
analizzatore di spettro. Da un lato, i mixer a elevate presta-
zioni che operano in modo fondamentale, assicurano due
vantaggi principali rispetto ai mixer armonici: una migliore
sensibilità o DANL, ottenuta grazie alle minori perdite di
conversione, e un migliore annullamento di segnali fanta-
sma grazie all’utilizzo di una IF di 1,875 GHz. Oltre a ciò, la
tecnologia interna di mixer/filtering e la funzione PS (Po-
larisation Shift) consentono la misura di segnali ad onde
millimetriche con larghezza di banda di 4 GHz. D’altro
canto, i mixer che operano in modo fondamentale a ele-
vate prestazioni garantiscono numerosi vantaggi rispetto
ai classici down-converter: semplicità di configurazione o
connessione ad analizzatori di spettro, possibilità di cari-
care le perdite di conversione in una chiavetta USB azio-
Fig. 2 – Mediante mixer a guida d’onda a elevate prestazioni è possibile semplificare la configurazione delle apparecchiature