Генератор сигналов N5173B серии EXG — это высокопроизводительный аналоговый генератор радиочастотных и микроволновых сигналов. Он был тщательно разработан инженерами Keysight для широкого спектра верификационных, сервисных и исследовательских задач.

Генератор входит в серию EXG (Economic Signal Generator) и предлагает оптимальное сочетание точности, стабильности, функциональности и стоимости. Это позволяет сделать передовые СВЧ-технологии доступными не только для лабораторий, но и для производственных участков, полевых бригад и учебных центров.

Генератор N5173B способен служить генератором LO с частотным диапазоном до 40 ГГц. Он позволяет определять характеристику широкополосных микроволновых компонентов, например фильтров и усилителей.

Keysight N5173B EXG отличается оптимальным балансом между производительностью и стоимостью. Генератор обеспечивает точные, воспроизводимые результаты при минимальных эксплуатационных затратах. Простая настройка, быстрый отклик на команды и высокая термостабильность делают его незаменимым инструментом для инженеров, которым важна предсказуемость и стабильность каждого измерения.

Ключевые особенности

• Отличное соотношение цены и качества, например для параметрического тестирования микроволновых компонент
• Высокий уровень выходного сигнала на частоте 20 ГГц: до +20 дБ
• Высокая надёжность и стабильность — рассчитан на длительную непрерывную работу в производственных условиях
• Применяется в качестве LO для измерений с повышением частоты
• Увеличивает производительность тестирования за счет скорости переключения частоты в 600 мкс
• Низкий уровень фазового шума на частоте 10 ГГц : –101 дБн/Гц (при отстройке 20 кГц)
• Идеален для исследований СВЧ-фильтров и усилителей благодаря низким гармоникам и наличию электронного аттенюатора
• Имеет расширенные возможности самообслуживания, такие как наборы тестов полной внутренней самодиагностики
• Экономит пространство, занимая всего лишь 2U высоты стойки, и поддерживает строгое соответствие требованиям испытаний с точки зрения технических характеристик

Принцип действия

Генератор сигналов N5173B синтезирует синусоидальный сигнал, синхронизированный с высокостабильным опорным генератором (внутренним или внешним). Прибор обеспечивает как непрерывную генерацию, так и формирование сигналов с амплитудной, импульсной, частотной и фазовой модуляцией.

Конструктивно N5173B выполнен в виде моноблока: пользователь управляет им с помощью клавиш и валкодера на передней панели.  Сформированный сигнал с заданными параметрами поступает на основной выходной разъём с сопротивлением 50 Ом.

На жидкокристаллическом дисплее отображаются текущие настройки — частота, амплитуда, состояние прибора и сообщения об ошибках.

Технические характеристики

• Диапазон частот:
  • Опция 513: от 9 кГц до 13 ГГц
  • Опция 520: от 9 кГц до 20 ГГц
  • Опция 532: от 9 кГц до 31.8 ГГц
  • Опция 540: от 9 кГц до 40 ГГц
• Разрешающая способность: 0.001 Гц
• Старение: ±1 х 10-7 за 1 год
• Уровень выходной мощности:
  • до 13 ГГц: +18 дБм
  • до 13 ГГц (опция 1EA): +20 дБм
  • от 13 ГГц до 20 ГГц: +15 дБм
  • от 13 ГГц до 20 ГГц (опция 1EA): +19 дБм
• Шаговый аттенюатор (опция 1E1): от 0 до 115 дБ с шагом 10 дБ, механический

Технические характеристики (продолжение)

• Уровень фазового шума (в полосе 1 Гц):
  • -118 дБн для 1 ГГц, отстройка 20 кГц
  • -97 дБн для 10 ГГц, отстройка 20 кГц
  • -90 дБн для 20 ГГц, отстройка 20 кГц
• Уровень гармонических составляющих: < –55 дБн
• Выходной разъем:
  • 3.5 мм (вилка) для моделей 513/520 или тип N при заказе опции 1ED
  • 2.4 мм (вилка) для моделей 532/540
• Интерфейсы управления: GPIB IEEE-488.2, LAN, USB
• Размеры: 426 x 489 хх 88 мм
• Вес: не более 15 кг

Области применения

Генератор Keysight N5173B EXG широко используется для тестирования радиопередающих устройств, модулей СВЧ, спутниковой и радиолокационной техники, а также в учебных и исследовательских лабораториях. Его стабильная работа при длительных измерениях делает его надёжным инструментом для автоматизированных измерительных систем и линий серийного контроля качества.

В первую очередь он предназначен для формирования гармонических радиосигналов с заданными параметрами. Генератор поддерживает формирование простых видов модуляции (АМ, ЧМ, ФМ и импульсная).

От отличительной особенностью прибора является сбалансированное сочетание выходной мощности (+20 дБм на частоте 20 ГГц), низкие уровни гармоник (не более -55 дБ) и ступенчатая аттенюация в полном диапазоне частот. Генератор сигналов N5173B также может использоваться в качестве эталона в высокостабильных системах благодаря высокопроизводительному OCXO с уровнем старения менее ±5 частей на миллиард в день.

Преимущества серии EXG

Серия EXG от Keysight создана для тех, кто ищет производительность премиум-класса без премиальной цены. Генератор N5173B сочетает в себе:

• Высокую выходную мощность и низкий фазовый шум — как у более дорогих генераторов
• Простоту в эксплуатации и быстрое развертывание
• Гибкость конфигурации: пользователь может выбрать только те опции, которые нужны для его задач
• Поддержку современных стандартов автоматизации (SCPI, IVI-COM), что упрощает интеграцию в тестовые среды на базе ПК.

Программное обеспечение

Генератор сигналов N5173B имеет встроенное программное обеспечение (ПО) «EXG X-Series Signal Generator Firmware». Встроенное ПО реализовано аппаратно и является метрологически значимым.

Метрологические характеристики прибора нормированы с учетом влияния встроенного ПО. Микропрограмма заносится в программируемое постоянное запоминающее устройство приборов предприятием-изготовителем и недоступна для потребителя.

Уровень защиты ПО «низкий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Применение генератора сигналов N5173B в проекте BIRA

BIRA (Spherical Bistatic Reflectivity Measurement System) — это система сферических би-статических измерений отражательной способности. Она разработана для экспериментальных исследований в области интегрированного зондирования и связи (Integrated sensing and communication, ISAC). Основное практическое применение это улучшение технологии 6G и дальнейших систем связи.

В проекте BIRA используется микроволновый аналоговый генератор сигналов Keysight N5173B EXG в качестве источника сигнала гетеродина. Воспроизводимый сигнал распределяется по различным узлам системы с помощью технологии передачи радиочастотных сигналов по оптоволокну. Этот генератор выбран благодаря оптимальному соотношению цены и производительности. Это позволяет проекту эффективно тестировать и характеризовать СВЧ-компоненты, такие как широкополосные фильтры, усилители и приёмники.

Применение генератора сигналов N5173B в проекте BIRA (продолжение)

Основные особенности и возможности BIRA:

• Система установлена в анэхоической камере с диаметром вращающегося стола до 6.5 метров и двумя манипуляторами (гантри) с восемью степенями свободы. Это позволяет производить точное позиционирование антенн в пространстве с радиусом около 3 метров.
• Частотный диапазон покрытия измерений от 0.7 ГГц до 260 ГГц. С возможностями измерения как статичных, так и динамичных целей, включая доплеровские эффекты благодаря использованию программно-определяемых радиотрансиверов (software-defined radio, SDR).
• Уникальная особенность BIRA — возможность полного сферического позиционирования как источника, так и приемника в би-статической системе, что отличает её от других существующих установок.
• Программное обеспечение включает цифровой двойник (digital twin) для визуализации и проверки траекторий движения манипуляторов. Это обеспечивает безопасность и оптимизацию измерений.
• Универсальный интерфейс API с безопасным контролем и управлением ходом экспериментов.
• Использование различных типов антенн и конвертеров для поддержания широкого диапазона частот и поляризаций.

Экономическая эффективность: N5173B считается рентабельным решением для проектов типа BIRA, особенно когда ключевая задача — сбалансировать бюджет с требованиями к производительности при параметрическом тестировании компонентов.