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應用|奇歷士高速射頻ADC:賦能寬帶無線信道仿真

2026-11-07

5G-A、衛星互聯網、MIMO雷達、通感一體化技術快速迭代,無線設備的研發驗證對信道仿真提出更高帶寬、更高動態、多通道同步、高動態實時仿真的要求。無線信道仿真儀可以在實驗室復現真實空間中的無線傳播效應,替代成本高昂、重複性差的外場測試,是新一代無線通信裝備研發必不可少的核心測試儀器。作為信道仿真儀前端的核心,高速射頻ADC負責射頻信號數字化、輸出IQ採樣數據流,芯片性能直接決定整機仿真保真度。本文圍繞無線信道仿真場景,介紹奇歷士高速射頻ADC芯片方案以及完整產品與服務體系,展現國產高速轉換器在高端射頻測試裝備賽道的替代價值。

 

一、無線信道仿真概述
 
無線信號在空間傳播過程中,會經過建築物、山體等反射形成多條傳播路徑,伴隨時延差、幅度衰減、多普勒頻移、隨機衰落、噪聲疊加等效應,最終接收機收到的信號是多路徑信號疊加後的畸變波形。
無線信道仿真儀的核心目標,就是在實驗室環境可控復現上述複雜信道特性:發射端射頻信號經過前端採集數字化,送入FPGA完成實時信道卷積運算,疊加多徑、多普勒、衰落模型,再經DAC還原射頻信號送給待測接收機,完成閉環測試。
該設備廣泛用於衛星通信、5G-A、毫米波MIMO、導航、電磁對抗等裝備研發驗證,是無線通信產業鏈上游關鍵測試基礎設施。
 
二、奇歷士公司簡介
 
奇歷士(Caelus)是專注高性能ADC/DAC正向研發的國產芯片設計企業,核心團隊擁有十餘年高速數模轉換器研發量產經驗,深耕射頻直採架構流水線ADC技術路線,面向測試測量、空天電子、電力監測、光通信、高端儀器等戰略賽道。公司不侷限於芯片交付,同步配套評估板卡、硬件設計服務、固件與測量軟件方案,為客戶提供從芯片選型、原理圖設計、時序同步調試到信號採集後處理的一站式系統解決方案,助力高端電子裝備產業鏈自主可控。
 
三、核心標杆產品:12位10.4GSPS射頻直採ADC
 
奇歷士CAE2200為12位精度、最高10.4GSPS採樣率射頻採樣ADC,模擬帶寬6GHz,支持雙通道同步IQ採集,JESD204B高速串行接口,原生適配多通道同步架構,是面向寬帶射頻儀器場景的主力型號。
該芯片對標海外主流型號TI ADC12DJ5200、ADI AD9213,在同等性能指標下,芯片功耗相比ADC12DJ5200、AD9213降低30%以上,顯著降低整機散熱壓力與多通道陣列功耗開銷,非常適合MIMO多通道信道仿真儀高密度板卡布局。芯片支持射頻直採架構,省去複雜模擬混頻鏈路,簡化信道仿真儀前端硬件設計,提升系統相位一致性與長期穩定性。
 
四、奇歷士完整ADC產品矩陣
 
- CAE2X00系列:12位精度,採樣率1GSPS~10.4GSPS,模擬帶寬6GHz。主打中高速射頻直採,適配數據採集卡、電力局放衝擊測量、工業自動化、衛星通信、量子計算、毫米波雷達、相控陣雷達、電子對抗等場景。
- CAE2X00S系列:12位精度,最高20.8GSPS,模擬帶寬6GHz,面向寬帶示波器、超寬帶射頻測量等高帶寬儀器場景。
- CAE3X00系列:精度覆蓋12位~16位,採樣率10MSPS~600MSPS,屬於中高精度SAR/流水線ADC,適配消費電子、工業控制、汽車電子、航空航天等海量、高可靠中低速採集場景。
- CAE4X00系列:12位精度,採樣率10GSPS~80GSPS,模擬帶寬最高80GHz,面向光通信、數據中心、雲計算、高端測量儀器、國家大科學裝置、AI光子計算等前沿超高帶寬場景。
 
五、系統級產品業務體系
 
奇歷士打造“芯片+系統方案”一體化交付能力,不只是芯片供應商:
 
1. 板卡業務:配套全系列ADC評估板、FMC採集子卡、同步採集板卡,客戶可快速搭建評估與原型驗證平臺;
2. 設計服務:提供原理圖、PCB、時鐘樹、電源、JESD204B同步時序等硬件設計技術支持;
3. 固件軟件業務:FPGA驅動、時序校準、數據接收、DDC數字下變頻、數據流上傳上位機固件參考工程;
4. 基於人工智能的測量設備軟件:信號波形分析、頻譜分析、脈衝參數提取、波形智能識別後處理軟件,降低客戶儀器開發門檻。
 
六、無線信道仿真工作原理與國內技術卡點
 
無線信道仿真核心數學基礎是時域信號與信道衝擊響應卷積:ADC採集得到IQ時域信號,在FPGA中與預設信道衝擊響應做實時卷積運算,復現多徑時延、多普勒、瑞利/萊斯衰落等傳播效應。整套系統對前端ADC提出嚴苛要求:高線性度、高SFDR、低噪聲、多通道納秒級同步、穩定JESD204B鏈路、低功耗。
當前國內無線信道仿真整機已經實現突破,但產業鏈上游仍存在明顯卡點:高端寬帶射頻直採ADC長期高度依賴海外器件,供貨週期長、成本高、存在供應鏈風險;海外芯片功耗偏高,多通道MIMO陣列整機散熱設計難度大;海外器件配套技術資料、本地技術支持有限,客戶定製化調試周期長。國產高速射頻ADC的成熟落地,是打通信道仿真儀全鏈路自主可控的關鍵一環。
 
七、奇歷士高速射頻ADC:賦能寬帶無線信道仿真
 
在無線信道仿真儀架構中,奇歷士CAE2200高速射頻ADC承擔射頻前端數字化核心角色:射頻輸入信號直接送入ADC完成射頻直採,輸出同步IQ採樣數據流,經由JESD204B接口送入FPGA。FPGA讀取IQ數據流,加載信道模型參數,完成實時信道卷積運算,動態疊加多徑、多普勒、衰落效應,處理完成的數字信號送入後級DAC還原射頻信號,輸出給待測終端完成測試閉環。
依託CAE2200低功耗、高線性度、雙通道同步IQ採樣能力,一方面可以簡化傳統超外差模擬前端,減少混頻器、本振帶來的相位誤差;另一方面低功耗特性讓多通道MIMO信道陣列更容易佈局散熱,提升整機通道規模。同時奇歷士配套板卡、固件、測量軟件一站式服務,大幅縮短信道仿真儀器廠商的開發週期,降低調試難度。
面向5G-A、衛星互聯網、下一代通信測試持續增長的需求,奇歷士高速射頻ADC為國產無線信道仿真裝備提供可靠的上游核心器件選擇,加速高端射頻測試儀器國產化替代進程。