As medições de lóbulo lateral de tempo otimizam o desempenho dos sistemas de radar

O analisador de espectro e sinal R&S®FSW mede e analisa os lóbulos laterais de tempo para otimizar os sinais de radar comprimidos, bem como os componentes de hardware do radar e sistemas. Os desenvolvedores de sistemas de radar podem aprimorar e validar imediatamente seu design usando medições automatizadas e reprodutíveis.

Medições eficientes de compressão de pulso com o analisador de sinal e espectro FSW
Medições eficientes de compressão de pulso com o analisador de sinal e espectro R&S®FSW
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Sua tarefa

A compressão de pulsos é frequentemente utilizada em aplicações de radar para combinar as vantagens da excelente resolução de alcance e alta energia com uma saída de potência de pico baixa. Isso é alcançado através da concepção das formas de onda de radar com um produto com largura de banda de tempo muito maior do que 1, que normalmente é o caso dos sinais modulados por fase ou frequência pulsada. Um filtro combinado correspondente no canal de recepção do radar comprime automaticamente o sinal de eco do radar a tempo e aumenta o valor de pico pela relação de compressão de pulso aproximada. A saída do filtro de compressão de pulso é um pulso estreito com um grande valor de pico no domínio de tempo.

Sistema de radar usando o filtro de compactação de pulso digital
Sistema de radar usando o filtro de compactação de pulso digital
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Infelizmente, essa técnica aumenta o intervalo cego do radar devido aos maiores tempos de transmissão de pulso, e afeta a medição Doppler em decorrência de um SNR reduzido nos casos onde um filtro de compressão apresenta incompatibilidade (função de ambiguidade). Além disso, o acoplamento de intervalo por efeito Doppler pode ocorrer, onde o deslocamento por efeito Doppler do sinal de eco afeta a precisão de medição do intervalo. A função de autocorrelação do pulso expandido é composta não apenas pelo pico principal, mas também pelos lóbulos laterais de tempo na saída do filtro combinado que pode mascarar sinais de eco menores ou causar alarmes falsos. O desempenho da compressão do pulso é influenciado pela forma de onda do radar, bem como pelo design e componentes do sistema. Portanto, um ambiente de teste ágil, reproduzível e controlável é a chave para obter um desempenho de radar de nível superior. Isso é especialmente válido para radares multifuncionais destinados a uma maior probabilidade de detecção, alta precisão, e resolução tanto no intervalo quando no domínio Doppler.

Solução de teste e medição

O analisador de espectro e sinal R&S®FSW equipado com as opções de medição de pulso R&S®FSW-K6 e de medição de lóbulo lateral de tempo R&S®FSW-K6S analisa de forma eficaz os parâmetros de pulso e, inclusive, a compressão de pulso. Esta solução permite que engenheiros de projetos de radar verifiquem e otimizem seus sinais de radar, processamento de sinal e componentes usando medições automatizadas e reproduzíveis. Além disso, os distúrbios de sinal como, por exemplo, distorção intencional do sinal de eco, também podem ser verificadas de forma simplificada. Para a configuração de teste, o transmissor do radar é conectado à entrada RF do R&S®FSW. Uma forma de onda ideal no formato I/Q digital (iq-tar) é carregado no analisador, que funciona como um filtro de compressão de pulso. A forma de onda ideal pode ser gerada sinteticamente ou gravado previamente com o R&S®FSW.

A forma de onda do pulso de radar real medido é correlacionada de forma cruzada com a forma de onda I/Q ideal. No caso de um pulso ideal medido, as duas formas de onda serão idênticos, exibindo a mesma curva estreita do lóbulo principal. No entanto, as formas de onda serão diferentes na prática, por exemplo, em decorrência das imprecisões do modulador I/Q, do ruído de fase e do VSWR entre os estágios. Quanto maior for a diferença entre as formas de onda, menos eficaz será a relação de compressão, e os lóbulos laterais de tempo poderão aumentar, reduzindo o desempenho do sistema de radar.

As diferenças entre as formas de onda ideais e os que foram medidos resulta em lóbulos laterais além do lóbulo principal. A função de correlação cruzada é claramente visualizada pelo gráfico de magnitude correlacionada exibido no R&S®FSW, permitindo uma avaliação eficiente.

Os parâmetros de pulso principais, incluindo largura do lóbulo principal, supressão do lóbulo lateral, atraso do lóbulo lateral, potência integrada do lóbulo lateral e principal, correlação de pico, frequência do lóbulo principal e fase, também são medidas e exibidas automaticamente.

O R&S®FSW com as opções de medição de lóbulo lateral de tempo e pulso permitem que engenheiros e projetistas de sistemas de radar otimizem, verifiquem e testem de forma eficiente suas formas de onda de radar de compressão de pulso, componentes e todo o sistema para obter um desempenho de radar superior

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O R&S®FSW exibe a magnitude correlacionada, os traços de frequência e de erro de fase, bem como os parâmetros de compressão de pulso para uma forma de onda modulada por frequência linear.

Características principais

  • Faixa de frequência de 2 Hz a 85 GHz; até 500 GHz com misturadores externos
  • Ampla largura de banda de análise de até 2 GHz
  • Baixo ruído de fase de –137 dBc (1 Hz) com desvio de 10 kHz (portadora de 1 GHz)

Benefícios principais

  • Pode ser utilizado para analisar suas próprias formas de onda
  • Configuração simples e resultados de medição rápidos
  • Detecção automática, medição e análise de pulsos, e compressão de pulso