Para simular cenários de radar com agilidade de frequência e nível, com alta densidade de pulso e tempo de reprodução longo, os engenheiros podem aproveitar a capacidade de sequenciamento em tempo real do gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A.
Antes que os receptores de alerta de radar possam ser utilizados em uma missão, eles precisam ser submetidos a testes operacionais intensos. Os receptores de alerta de radar têm de lidar com cenários de pulso densos provenientes de muitos radares diferentes e bastante complexos. Os sinais de radar necessários têm frequências variáveis de repetição de impulsos (PRF), que geralmente variam entre alguns kHz e centenas de kHz. Uma frequência de repetição de impulsos de somente 150 KHzcom um comprimento de cenário de 1 sgera 150.000 pulsos.
Número resultante de pulsos versus duração da simulação
Cenários com baixas frequências de repetição de impulsos também podem produzir muitos pulsos, uma vez que o comprimento do cenário requerido é geralmente definido pela duração da varredura da antena, que pode ser bastante lenta. O principal desafio é reproduzir cenários realistas com comprimentos de cenário longos no laboratório com um simulador apropriado.
Para produzir um cenário realista, o simulador também precisa suportar pulsos modulados e não modulados, bem a comutação ágil da frequência. Os radares usam essa técnica para evitar intercepções ou interferências. Os cenários também podem conter longos tempos de silêncio, uma vez que a simulação precisa modelar o fato de que o raio de azimute estreito da antena do radar apenas atinge o dispositivo em teste de vez em quando. Simular esses cenários pode levar rapidamente a tempos de cálculo muito longos e a grandes tamanhos de arquivos de sinal, na ordem dos Gbytes. A implementação usando a abordagem ARB tradicional é, portanto, muito desafiadora ou dificilmente realizável.
Exemplo de uma lista de sequenciamento calculada pelo software R&S®Pulse Sequencer com quatro palavras de controle que definem um sinal em tempo real (RT) ou que fazem referência a um segmento de forma de onda (WV)
As opções de sequenciamento estendido com o R&S®SMW-K501 e o sequenciamento estendido de banda larga do R&S®SMW-K502 da Rohde & Schwarzproporcionam uma solução sob medida para o desafio mencionado acima. Com base no potente hardware de banda base digital do gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A e o software R&S®Pulse Sequencer, a solução permite que os engenheiros modelem rapidamente cenários de pulso complexos.
O software R&S®Pulse Sequencer modela o sinal com base em uma lista de sequenciamento com palavras de controle. Juntas, todas as palavras de controle na lista definem o sinal final. As palavras de controle contêm todos os parâmetros de pulso que definem o sinal pulsado. O formato das palavras de controle utilizadas pelo software R&S®Pulse Sequencer contêm a largura de pulso, o formato de modulação (MOP), um nível de potência relativo (por exemplo, para modelar varreduras de antena), um desvio de fase ou frequência (por exemplo, para modelar saltos de frequência).
Um registro de hora relativo com a hora de chegada (ToA) é atribuído a cada palavra de controle para definir o tempo de reprodução de cada pulso (por exemplo, para modelar o escalonamento PRI ou tempos longos de inatividade). Em vez de manter a descrição do pulso, o formato pode fazer referência aos segmentos de forma de onda pré-calculados no ARB. O desvio de frequência, o deslocamento de fase e o nível de potência relativa são sempre aplicados em tempo real para cada palavra de controle.
Sequenciamento em tempo real e geração de sinais em tempo real usando uma lista de sequenciação
Graças à capacidade de geração de sinais em tempo real do R&S®SMW200A, o hardware de banda base digital interpreta a lista carregada de palavras de controle e gera os sinais no momento definido pelo ToAs relativo a um evento de trigger. Os impulsos e pulsos retangulares não modulados com modulação de frequência linear ou códigos Barker são gerados em tempo real, juntamente com qualquer nível, frequência ou desvio de fase, bem como mudanças na largura do pulso. Os tempos longos de inatividade entre dois pulsos são modelados por diferentes valores ToA. Nenhuma amostra I/Q precisa ser pré-calculada para preencher o vazio entre os pulsos. Este conceito de sequenciamento e geração de sinais em tempo real reduz enormemente as necessidades de memória e os tempos de cálculo em comparação com a abordagem ARB tradicional.
No exemplo a seguir, o tamanho do arquivo resultante para um cenário usando uma lista de sequenciamento com palavras de controle é comparado com a abordagem ARB clássica. O exemplo de cenário cria diferentes níveis de potência de pulso para cada pulso.
Esta variação de nível é implementada utilizando o mecanismo de modulação interpulso do software R&S®Pulse Sequencer.
| Parâmetros do cenário | ||
|---|---|---|
| Parâmetro do cenário | Valor | Unidade |
| Largura do pulso | 20 | μs |
| Largura de banda do chirp | 20 | MHz |
| Intervalo de repetição do pulso | 1 | ms |
| Duração do cenário | 1 | s |
Como pode ser visto na tabela a seguir, o tamanho do arquivo de cenário resultante da utilização da abordagem de sequência é muito inferior ao da abordagem ARB. O tempo de cálculo também é bastante reduzido.
| Tamanho do arquivo resultante | |
|---|---|
| Conceito | Tamanho do arquivo |
| Abordagem ARB | 305 Mbyte |
| Abordagem de sequenciamento usando uma lista de sequenciamento com palavras de controle | 22 kbytes |
Sequenciamento em tempo real de segmentos de forma de onda pré-calculados
A lista de sequenciamento também pode abordar segmentos de forma de onda pré-calculados e reproduzi-los em tempo real. Isso é necessário se forem usados envelopes de pulso não retangulares ou para qualquer formato de modulação diferente de códigos Barker ou modulação de frequência linear. Apenas um único segmento de forma de onda, incluindo o formato de modulação, é calculado em conjunto com a lista de sequenciamento. Esse segmento de forma de onda é manipulado e jogado conforme definido pelos valores de desvio e ToAs na lista de sequenciamento.
Todos os segmentos são pré-calculados para cenários que usam pulsos não retangulares com efeitos aleatórios sobre os parâmetros de pulso, por exemplo, jitter temporal de subida de pulso entre os pulsos. Muita memória ainda é salva, pois os tempos de desligamento entre dois segmentos, variações de nível, desvios de frequência etc., são definidos pela lista de sequenciamento. Os segmentos de forma de onda importados pelo cliente também podem ser usados com essa abordagem de sequenciamento.
Também é possível misturar palavras de controle que definam um sinal em tempo real e palavras de controle que fazem referência a um segmento de forma de onda predefinido no ARB. O software R&S®Pulse Sequencer cuida disso automaticamente.
Com esta solução, nunca foi tão fácil testar equipamentos de radar, como receptores de alerta de radar ou transponders de salto com cenários realistas que produzem centenas de milhares de pulsos. O tamanho mínimo do arquivo e o tempo mínimo de cálculo tornam o uso desta solução conveniente. O usuário pode utilizar a largura de banda de modulação total do gerador de sinais R&S®SMW200A de até 2 GHze se beneficiar com seu excelente desempenho de RF.
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