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珞光电子发布最高性能SDR平台:国产Luowave X440 PRO, 搭载UltraScale+ XCZU48DR芯片

武汉珞光电子正式发布新一代旗舰级软件无线电平台Luowave X440 PRO,以突破性的 8 发射 + 8 接收通道架构与 1.6GHz 超大瞬时带宽,成为珞光电子截至目前为止最新一代最高性能多通道相参系统。这款基于 Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC XCZU48DR芯片的设备,不仅实现单机内部通道相位稳定性<1° RMS、多机级联<2° RMS 的严苛指标,更通过射频直采架构省去传统混频链路,从 30MHz 至 4GHz 中频范围实现信号纯净度与处理效率的双重突破。


核心技术突破:射频直采与相参同步的革命性架构

1. 直采架构颠覆传统信号链

Luowave X440 PRO 摒弃传统超外差架构的混频 - 中频转换链路,直接通过 Xilinx RFSoC 集成的 12 位 4GSPS ADC 与 14 位 6.5GSPS DAC 对射频信号采样,将信号链噪声系数降低 3dB 以上。这种架构革新带来三大优势:


  • 链路简化:省去混频器、滤波器等 20 + 外部组件,系统可靠性提升 40%

  • 失真抑制:非线性失真指标 IMD3<-70dBc,满足雷达波形高保真需求

  • 带宽扩展:单 / 双通道模式下实现 1.6GHz 瞬时带宽,8 通道模式每通道保持 400MHz,总数据吞吐量达 12.8GB/s

2. 相位相干性技术突破

相位稳定性指标单机内部通道多机级联场景
RMS 相位偏差<1°<2°
同步方案共享采样时钟GPSDO+PPS+10MHz


通过板载 GPS 驯服振荡器与高精度时钟分配网络,Luowave X440 PRO 实现:


  • MIMO 阵列校准:8 通道相位一致性误差<0.5°,支持 128 阵元大规模天线仿真

  • 雷达测向精度:基于相位干涉仪原理,2.4GHz 信号测向误差<0.3°

  • 多机协同作战:8 台设备级联实现 64 通道相控阵,时间同步精度<10ns

3. FPGA 异构计算引擎

XCZU48DR 芯片集成:

  • 93 万系统逻辑单元4,272 个 DSP 切片,较前代芯片提升 2.5 倍算力,支持实时波束成形、多通道数字下变频等复杂算法并行处理

  • 3 组 DDR4 内存(PL 端 2×4GB+PS 端 4GB),工作速率 2400MT/s,总带宽达153.6GB/s,满足 1.6GHz 带宽下的高速数据吞吐需求

  • UltraScale + 架构实现信号处理流水线延迟<1μs,相较传统 FPGA 方案降低 70% 处理延迟,适配雷达脉冲压缩、5G NR 物理层处理等严苛实时场景

性能规格:从指标到场景的全维度领先

1. 射频收发核心参数

指标发射端接收端
通道数8 通道独立可调8 通道并行接收
频率范围30MHz-4GHz30MHz-4GHz(可扩展至 44GHz)
输出功率0dBm(可调)2.5GHz 以下 + 13dBm 连续输入
底噪水平-146dBm/Hz500MHz-3.1GHz 噪声系数 8dB

2. 高速接口与扩展性

  • 数据传输:双 100GbE QSFP28 接口 + PCIe 3.0 x8,支持 4GB/s 实时流盘

  • 频率扩展:可选 24G/44G 变频模块,直接生成毫米波信号(6-44GHz)

  • 调试接口:Type-C JTAG / 串口 + 24 路 GPIO,兼容 LabVIEW 图形化开发

应用场景:从 5G 到雷达的全领域覆盖

1. 5G/6G 通信研究

  • Massive MIMO 原型:8 通道相位相干直接支持 8×8 MIMO 预编码,配合毫米波模块实现 28GHz 频段波束赋形

  • FR2 频段验证:44G 变频模块生成 5G NR 毫米波信号,相比传统方案降低 50% 系统复杂度

  • 新型多址技术:1.6GHz 带宽支持 UFMC/GFDM 等非正交波形实时验证

2. 雷达与电子战系统

  • 高分辨成像雷达:1.6GHz 带宽实现 11.7cm 距离分辨率,满足汽车雷达与无人机侦测需求

  • 电子战信号仿真:8 通道独立频点设置模拟多源干扰场景,14 位 DAC 生成 - 110dBc 杂散抑制的欺骗信号

  • 分布式相控阵:多机级联构建 32 通道阵列,支持方位角 ±60° 范围内 0.5° 级测向精度

3. 卫星通信与频谱监测

  • 多通道卫星地面站:8 通道同时接收 GPS/BDS/Galileo 信号,支持多星座抗干扰算法开发

  • 宽带频谱监测:30MHz-4GHz 全频段实时扫描,配合 100GbE 接口实现长时间频谱数据记录

Luowave X440 PRO作为一款实现 8 通道相位相干与 1.6GHz 超大带宽的软件无线电设备,不仅突破了高端射频硬件的技术壁垒,更通过 UHD/GNU Radio/ LabVIEW 全生态兼容,降低科研人员的技术迁移成本。


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