射频捷变收发器ADRV9009的参数及其应用场景

ADRV9009是一款高集成度射频(RF)、捷变收发器，提供双通道发射器和接收器、集成式频率合成器以及数字信号处理功能。接收路径由两个独立的宽带宽、直接变频接收器组成，具有一流的动态范围。该器件还支持用于TDD应用的宽带宽、时间共享观测路径接收器(ORx)。

完整的接收子系统拥有自动和手动衰减控制、直流失调校正、正交误差校正(QEC)和数字滤波功能，从而消除了在数字基带中提供这些功能的必要性。还集成了多种辅助功能，比如模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、用于功率放大器(PA)的通用输入/输出(GPIO)以及RF前端控制。

除自动增益控制(AGC)之外，ADRV9009还具有灵活的外部增益控制模式，且在动态设置系统级增益方面具有极大的灵活性。

详细参数

频率范围：75 MHz 至 6000 MHz

最大接收带宽：200 MHz

最大可调发射合成带宽：450 MHz

最大观测接收带宽：450 MHz

集成合成器：包括分数-N RF频率合成器和时钟合成器

JESD204B接口：支持高达12.288 Gbps的通道速率

功耗：可以直接从1.3 V和1.8 V稳压器供电

封装：12 mm × 12 mm，196球芯片级球栅阵列（CSP_BGA）封装

调制精度：高调制精度和极低噪声的直接转换调制器

接收路径：包括自动和手动衰减控制、直流偏移校正、正交误差校正（QEC）和数字滤波

多芯片同步：用于RF本地振荡器（LO）和基带时钟的相位同步机制

辅助功能：包括模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）和通用输入/输出（GPIO）

应用场景

ADRV9009适用于多种高性能和低功耗需求的应用场景，主要包括：

3G、4G和5G TDD宏基站：支持时间分割双工（TDD）宏基站应用，提供高性能和低功耗的解决方案

TDD有源天线系统：适用于需要高带宽和高动态范围的有源天线系统

大规模多输入多输出（MIMO）系统：支持大规模MIMO系统，提供多通道同步和高带宽传输

相控阵雷达：适用于相控阵雷达系统，提供高精度和低噪声的信号处理

电子战：在电子战应用中，提供快速频率跳变和高带宽的信号处理能力

军事通信：适用于军事通信系统，提供高性能和可靠的通信解决方案

便携式测试设备：用于设计便携式、实验室级5G测试和测量设备，适合现场测试蜂窝和物联网网络

其他应用包括射频前端控制、功率放大器控制和灵活的外部增益控制模式

军用通信(MILCOM)系统

军用通信(MILCOM)系统通常是具有按键通话(PTT)按钮的手持式装备（对讲机），用户可在需要传递语音消息时按下按键。当PTT按键未按下时，可从另一个对讲机接收传入的语音消息。两个无线电之间传递的语音消息在两名士兵之间以无线方式调制、加密、放大和传输。这些MILCOM对讲机与商用手机或通信系统之间存在许多差异，表1仅列出少数一部分。

新一代MILCOM平台所面临的挑战，就是维持这些关键差异，同时要缩小军用通信系统与商用通信系统间的一些差距。这些MILCOM平台需要对仅支持语音的系统进行更改，添加数据和文本功能。从而能够将诸如地图、图像和视频之类的数据传递给战场上的士兵。

更宽的带宽会带来无线电平台难题，主要与尺寸、重量和功耗(SWaP)相关。MILCOM平台使用的传统射频(RF)信号链需要消耗更多功率才能扩展到更宽的带宽以及数字调制方案，并且还会增加尺寸和重量。

对士兵来说，增加通讯装置的尺寸、重量和功耗是不可接受的，他们需要更小巧、功能更强的无线电装置，可在最小电池电量下为长时间任务持续供电。因此，新一代MILCOM平台需要使用新的RF信号链架构。小尺寸无线电设计的一次革命是集成式RF收发器。集成式收发器通过多种方式实现无线电分区，减小了尺寸和功耗。

首先，RF和模拟器件可以转换到数字域，例如RF滤波器可转变为数字滤波器。这些功能模块的数字实现比相应的RF模块更高效，并且可编程性更强。

其次，分立式RF信号链通常为外差架构，需要多层频率转换、滤波、放大和数字采样。集成式收发器可采用零中频(ZIF)架构，大大减少了信号链中所需的元件，特别是所需的滤波和放大级。去除这些级可减小尺寸和功耗。

最后，ZIF架构可更有效地利用数字转换器，从而降低宽带系统中的整体功耗。虽然在过去十年里，商用平台能够充分利用ZIF收发器，但是具有MILCOM适用特性的首批产品近几年才上市。可用于MILCOM系统的最新收发器是 ADRV9009。

ADRV9009是一款CMOS收发器，具有多个MIL COM适用特性。首先，该器件是原生时间双工器件(TDD)，这是PTT架构的典型工作方式，与内带两个本地振荡器(LO)的器件相比，可节省功耗。

其次，从频率生成和校准两方面来看，集成LO支持收发器中的本地跳频。

第三，ADRV9009的可用带宽可在20 MHz和200 MHz之间编程设置，支持一系列宽带宽工作模式。第四，ADRV9009是一个与波形无关的收发器，这意味着它可以提供绝大多数波形的RF至比特流。因此ADRV9009既支持当今可用的各种波形，也支持将来有可能开发的波形。

最后，ADRV9009还将多个辅助功能集成到收发器中。自动增益控制(AGC)对于优化接收器动态范围至关重要，ADRV9009具有30 dB范围的内部AGC环路。该器件还集成了温度传感器、控制转换器和通用输出(GPO)，节省了无线电系统的空间。

现代化防务通信系统是一项挑战，需要进行一系列跨学科工程技术创新。然而，对于无线电电路的主干来说，集成式收发器在提供单芯片解决方案方面取得了很大进展，这类方案将集成大部分的接收器和发送器信号链，同时保持跳频、AGC和升级支持未来波形的能力。以这类收发器作为无线电的核心构建模块，将有助于实现新一代MILCOM无线电系统。