市场趋势
信号发生器(又称频率合成器)是几乎所有射频/微波测试系统的关键设备。它产生一个激励信号或在接收器端用作本地振荡器。信号发生器广泛用于各种电子设备和系统的测试、维护和故障检修。根据市场咨询公司Frost Sullivan的预测，信号发生器将是未来几年全球测试测量市场增长最快的领域之一。需求将受到无线通信、航空航天和国防、汽车和5G等新技术的推动。微波发生器的总市场预计约为3亿美元，年增长率约为7%。信号发生器市场的高频部分(大于26.5 GHz)将有最高的增长。这代表了信号发生器市场的一个重大变化，因为目前的大部分销售收入是由6 GHz以下的频带产生的。一般来说，业界一直面临着设计性能更高的信号发生器的压力。理想的发生器应该是宽带的，具有良好的频率分辨率，能够处理更广泛的潜在应用。除了频率覆盖和分辨率，相位噪声和杂散性能也是限制系统的关键参数分辨小振幅信号的能力。影响整个系统性能的另一个关键参数是频率切换速度。频率切换的时间越来越宝贵。例如，在100秒内切换频率的发生器比在1毫秒内切换频率的发生器具有更高的测量能力。与使用较慢发生器的单次测量相比，较快切换发生器可以提供十倍的通量和更高的产品产量。然而，今天系统要求快速开关速度和低相位噪声，这在历史上与较慢的频率开关发生器有关。此外，从传统的模拟信号调制到今天复矢量调制，需要复杂的波形。随着新一代无线蜂窝技术5G等新技术的出现，预计市场需求将转向更高的工作频率和更宽的调制带宽。
系统结构
微波信号发生器是最具挑战性的高频设计之一。发生器的特性很大程度上取决于特定的架构，该架构可以分为几个主要组，如图1所示。该结构旨在通过在频域中操纵和组合这些基频(直接模拟合成)或者通过在时域中构造输出波形(直接数字合成)，从可用的基频直接产生输出信号。该方法间接假设输出信号在发生器中以输出频率与输入参考信号相关的方式再生(例如，锁相)。类似地，间接合成可以通过模拟和数字技术来实现。然而，实用的发电机通常是混合设计，将各种技术结合起来，以充分利用每种技术的优势。
直接模拟发生器通过将一些基频信号与固定频率混合，然后使用开关滤波器来实现，如图2所示。直接模拟发生器的主要优点是其极快的开关速度，范围从微秒到纳秒。另一个显著优点是可以产生低相位噪声，因为使用了与基频源相比具有可忽略的低残留噪声的元件。因此，直接模拟发生器的相位噪声主要取决于可用的固定频率源的噪声，并且可能非常低。这种拓扑结构的主要缺点是频率覆盖有限、步长小和成本高。通过使用更多的基频和/或混频器级，可以增加输出频率的数量。然而，这将迅速增加设计的复杂性和整体部件的数量。另一个严重问题是混频器级会产生大量无用的杂散产物。必须彻底滤除这些杂散，这对于制定具体的发电机频率规划是一个严峻的挑战。
图2直接模拟发生器的概念
另一种有前途的方法是基于连续扩展发生器工作频率带宽的概念。如图3所示，这种发生器结构包括几个级联，包括可编程分频器、混频器和b
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