圖2：不同頻率下的相位一致性。

在實際的MIMO測試系統(tǒng)中，無線電硬件應(yīng)能夠跨多個通道采集和生成相位相干和相位對準的信號。許多現(xiàn)代電子戰(zhàn)系統(tǒng)利用多通道相位相干系統(tǒng)執(zhí)行無源雷達系統(tǒng)的測向等任務(wù)，或在抗干擾通信中提供多徑冗余。例如，相控陣雷達使用數(shù)百個相位相干的發(fā)射/接收（Tx / Rx）模塊來實現(xiàn)快速電子束轉(zhuǎn)向，通過改變饋送組件的相應(yīng)信號的相對相位，使有效輻射圖的陣列在期望的方向上被增強，在不期望的方向上被抑制。

合成孔徑干涉雷達（InSAR）等地理定位系統(tǒng)采用若干相位相干接收機，通過精確地定位發(fā)射或反射信號的位置來檢測地震和洪水等事件的位置。除了設(shè)計的復(fù)雜性增加外，多通道相位相干系統(tǒng)中緊密同步和精細對準也是國防與航空航天行業(yè)的嚴苛測試要求之一。

構(gòu)建多通道相位相干系統(tǒng)的測試系統(tǒng)的主要難題是相干信號的相位對準。此外，系統(tǒng)需要能夠在相當長的時間內(nèi)維持相位一致性和對準。然而，由于溫度、熱膨脹、電纜長度不匹配、不相關(guān)相位噪聲、ADC采樣時鐘、相位噪聲和量化噪聲等的影響，相位會發(fā)生漂移。在微波頻率下，電纜長度、放大器和濾波器之間的細微差異甚至也會導(dǎo)延遲或相移，從而破壞原有的關(guān)系。
對于多信道設(shè)計工程師來說，組件的相位穩(wěn)定性、非線性AM/PM效應(yīng)和群延遲變化都會引起相位失配。測向和波束賦形相關(guān)的許多應(yīng)用要求通道之間的相位關(guān)系保持恒定，相位漂移不超過1°。

測試多通道相位相干系統(tǒng)

以下部分將討論使用模塊化軟件設(shè)計的儀器方法來應(yīng)對多通道相位相干系統(tǒng)測試系統(tǒng)開發(fā)挑戰(zhàn)的技術(shù)。多通道系統(tǒng)面臨的第一個挑戰(zhàn)是通過創(chuàng)建一致且可靠的觸發(fā)機制來確保所有通道同時開始采集或生成數(shù)據(jù)。通常，通道之間的對準要求時間差小于1ns，而在實際應(yīng)用中，布線往往成為實現(xiàn)這一目標的障礙。測試系統(tǒng)中的長電纜使得觸發(fā)時間需要加上較長的傳播時間，每米同軸電纜的傳播時間約5ns，因而需要簡化觸發(fā)器分配。

鑒于由偏移和抖動引起的延遲和時序不確定性，分配必要的時鐘和觸發(fā)來實現(xiàn)多設(shè)備同步并非易事。而基于PXI的模塊化儀器平臺就非常適合用來應(yīng)對這些復(fù)雜性。PXI架構(gòu)允許設(shè)計人員利用PXI的獨特功能來實現(xiàn)高級多設(shè)備同步，例如觸發(fā)總線、星型觸發(fā)器和公共系統(tǒng)參考時鐘。
一種同步方法是NI-TClk，該技術(shù)使用另一個時鐘域來實現(xiàn)采樣時鐘的對準以及觸發(fā)器的分配和接收3。多通道相位相干測試系統(tǒng)的設(shè)計人員可以使用這種方法將一開始沒對準但鎖相至公共參考時鐘的采樣時鐘進行對準，并且能夠?qū)崿F(xiàn)各個設(shè)備的準確同步觸發(fā)。

圖3顯示了基于八個矢量信號收發(fā)器（VST）的8 x 8 MIMO配置，每個VST能夠在單個18槽機箱中生成和采集1 GHz瞬時RF帶寬信號，并使用NI TClk和一個共享的PXI參考時鐘實現(xiàn)偏斜低于500 ps的緊密同步。