通过David Hall，美国国家仪器公司射频和无线通信首席产品经理
就在10年前，20 MHz瞬时带宽的信号分析仪被认为是最先进的。在十年内，不少于2ghz带宽的信号分析仪将可能成为入门级设备。
显然，信号分析器支持更宽的瞬时带宽是一个趋势。这一趋势主要是由现有的模数转换器(ADC)技术和无线标准的进步推动的。但更快的adc带来的好处远远超出了无线行业。现有adc的改进使测试设备制造商能够满足广泛行业的需求，尤其是航空航天和国防行业。
通过回顾当今无线标准中信道带宽的快速增长，人们可以理解无线通信是如何帮助驱动信号分析仪技术的。例如，AMPS通信信道(1G蜂窝)单程通信约消耗30khz带宽(全双工为60khz)， GSM信道(2G)消耗200khz带宽，UMTS信道(3G)消耗5mhz带宽。
802.11ac设备的广泛发展也产生了影响。这个WiFi网络标准定义了5ghz频段上的高吞吐量无线局域网(wlan)。它预期多站WLAN吞吐量至少为1gbit /sec，单链路吞吐量至少为500mbit /sec。这是通过更宽的射频带宽(高达160 MHz)来实现的。几年前，该标准领先于射频信号发生器和分析仪的功能。因此，许多测试和测量厂商为了及时满足802.11ac的带宽要求，加快了更宽带宽仪器的开发。
展望未来，射频测试设备的下一个重要里程碑是测试第五代蜂窝设备的能力。仪器制造商也将响应研究人员使用先进的软件定义无线电工具来积极原型5g候选技术，如大规模MIMO(多输入多输出)、GFDM(广义频分复用)和毫米波通信。宽带毫米波信号的潜在使用很可能需要能够在2017年或2018年之前提供2ghz带宽的射频测试设备，以支持2020年的部署。
在任何标准下，2 GHz的瞬时带宽在射频信号分析仪中都将是一个重要的里程碑。如果有这样一种仪器，它将是一个非常有用的工具，用于需要带宽的应用，如雷达脉冲测量和频谱监测。
摩尔定律是这个行业将达到2ghz带宽的原因之一。当然，这个定律是观察到的，集成电路上的晶体管密度每两年翻一番。但是cpu和fpga并不是唯一从IC晶体管密度指数级提升中受益的技术。ADC的采样率也遵循类似的趋势。考虑12位ADC技术随时间变化的最大可用采样率。更快的12位adc提高了分析频域信号的动态范围，因此它们是射频信号分析仪带宽能力的有效代理。
有趣的是，生产adc的公司预见到了技术进步。例如，模拟设备公司(Analog Devices Inc.)的管理人士说，他们预计12位adc将在未来两到三年内提高到10 GS/sec, 14位adc将在同一时间内提高到2.5 GS/sec。该公司生产的adc约占销售的所有adc的一半。他们还表示，10 GS/sec的14至16位即将实现，不过他们认为这些转换器需要技术突破才能实现。
在1975年，具有2 μsec稳定时间(大约500 kS/sec，尽管不是确切的推论)的12位ADC被认为是最先进的。今天，最快的采样12位adc的速率超过了2 GS/秒——这一成就为业内一些最宽带宽的信号分析仪提供了动力。
基于目前的发展速度，12位转换器技术将很快能够为射频仪器提供千兆赫范围内的瞬时带宽，并将今天的千兆赫带宽示波器提升到更高的分辨率。
接下来是无线仪器
工程师们将很快使用由下一代射频信号分析仪(甚至示波器)引入的令人兴奋的新测量方法和技术。例如，在雷达的设计和开发中，具有更好带宽和信号处理能力的仪器将很快使设计更先进的雷达原型成为可能。在大容量生产测试中，仪器将能够一次性获得超宽带信号。这将帮助测试工程师轻松地从多个无线设备并行地捕获数据，从而实现更快的多站点测试配置。
在许多方面，昨天的射频信号分析仪的带宽限制驱动了我们今天使用的一些测试技术。现在我们正处于带宽革命之中，我们需要考虑更宽的带宽将如何增强明天的测试技术。
参考文献
国家仪器公司。
www.ni.com
《华盛顿邮报》5G时代的宽带设备第一次出现在模拟集成电路提示．
了下:模拟集成电路提示，技术+产品，无线
