Medição com dois canais de interferência de técnica de despistamento em distância (measurement of range gate pull-off jamming)

Sua tarefa

A interferência funciona ao aumentar a taxa de potência de um bloqueador em relação ao radar vítima. A interferência enganosa é uma forma aprimorada que usa o processo descrito a seguir para aumentar gradualmente a taxa de interferência para sinal (J/S) em um radar vítima até o infinito. Primeiro, ela captura o alcance do radar vítima e a porta de velocidade (ou ambos) aumentando progressivamente a potência do pulso de interferência sobre o retorno do alvo medido no radar de vítima. Como resultado, o radar ajusta seu controle automático de ganho (AGC) ao nível de potência dos pulsos de interferência, também conhecidos como pulsos de cobertura.

Depois de capturar o controle automático de ganho (AGC), o bloqueador começa a mudar a frequência e o atraso dos pulsos de interferência para diferenciar seu alcance e velocidade (Doppler) daqueles da aeronave em interferência. Conforme o radar vítima é “afastado” da porta de alcance e da velocidade da aeronave em interferência, a taxa de interferência para sinal (J/S) é infinita, uma vez que o radar vítima não mede mais nenhum retorno do alvo a partir da aeronave em interferência. Isso pode ser visto na equação taxa de interferência para sinal (J/S) para uma interferência enganosa de autoproteção contra radar coerente, derivada de Neri¹⁾:

Onde P_j e G_j são a potência e o ganho do bloqueador, P_t,r e G_r são a potência e o ganho transmitidos do radar vítima, σ é a seção transversal do radar (RCS) da aeronave em interferência, e R é a distância entre o bloqueador e o radar vítima. Conforme o radar da vítima é puxado para um alcance ou porta Doppler diferente daquele da aeronave em interferência, o RCS vai para zero e o denominador da equação cairá para zero, aumentando da taxa de interferência para sinal (J/S) para o infinito.

A verificação de técnicas enganosas de interferência em RF requer um receptor de medição de dois canais tanto para potência quanto para tempo. O primeiro canal mede o radar vítima geralmente simulado por um gerador de sinais durante o teste. O segundo canal mede a técnica de interferência. As medições de correlação em ambos os canais indicam quando a taxa de interferência para sinal (J/S) é alcançada e quando ela se torna infinita.

A solução da Rohde & Schwarz

Um osciloscópio é o receptor ideal para uma medição de comparação de dois canais e o padrão de excelência para medições de tempo. A configuração para testes consiste no gerador vetorial de sinais R&S®SMW200A para simular o radar vítima e induzir uma resposta de interferência no bloqueador e no osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP para medir e comparar o radar vítima e a resposta de interferência. As medições podem ser feitas usando tanto o osciloscópio quanto o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE, executando a opção de medição de rede de antenas em fase R&S®VSE-K6A.

Para medir a técnica de despistamento em distância (RGPO) usando o osciloscópio básico, acione os dois canais no primeiro pulso do radar vítima (a configuração do acionador é explicada abaixo). Aumente a base de tempo do osciloscópio para incluir toda a extensão do afastamento. Em outras palavras, se o afastamento total contra o radar vítima é de 50 μs, faça de 50 μs a base de tempo. Use o recurso de segmentação rápida com segmentos suficientes para capturar a técnica e, em seguida, revise-a com o histórico. A medição da correlação de canal cruzado adicionada pode identificar precisamente o desvio de tempo entre cada pulso em cada momento.

Os pulsos de RF também podem ser medidos através do uso do software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE com a opção de medição de rede de antenas em fase R&S®VSE-K6A. O software e a opção têm medições de pulso integradas que incluem largura de pulso, amplitude de pulso, intervalo de repetição de pulso e frequência de pulso e podem ser difíceis de configurar no uso do osciloscópio base. Ao medir dois canais de RF ao mesmo tempo, como é o caso da medição de RGPO, a opção R&S®VSE-K6A permite que os engenheiros de guerra eletrônica (EW) automatizem as medições da técnica de interferência e saibam com precisão tempo e amplitude respectivos relativos.

Meça o RGPO ativando um canal de medição de pulso no R&S®VSE e conectando-o ao osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP. Primeiro, configure o acionamento no pulso do radar vítima. No menu do acionador, defina o acionador do R&S®VSE como "Manual".

Nas informações e configurações ("Info & Settings") da janela do instrumento R&S®VSE, certifique-se de que a opção de atualização de tela ("Display Update") esteja ativada.

Pressione "Local" no painel frontal do osciloscópio ou na conexão VPN do navegador.

No osciloscópio, defina um acionador de borda no canal do osciloscópio medindo o radar vítima. O canal 1 foi usado neste exemplo. Certifique-se de que o nível do acionador esteja definido suficientemente acima do piso de ruído do osciloscópio para evitar que o ruído acione uma medição.

Adicione um tempo de espera ao acionador de borda que seja um pouco mais longo do que o pulso do radar vítima. Neste caso, a largura de pulso do radar vítima é de 10 μs. Por fim, defina o modo do acionador como "Normal" para que o instrumento adquira uma forma de onda ou conjunto de segmentos de forma de onda quando todas as condições de acionamento forem atendidas.

Retorne ao R&S®VSE e configure o filtro de aquisição de dados e a taxa de amostragem. Ao medir a potência e modulação do pulso, use o filtro de aquisição Plano em vez do filtro Gaussiano, uma vez que os pulsos já estão em janela automática (self-windowing) e o filtro Gaussiano distorcerá o espectro da modulação. Faça essa configuração em Configuração de medição ▷ Aquisição de dados ▷ Tipo de filtro (Meas Setup ▷ Data Acquisition ▷ Filter Type). Se estiver medindo a modulação em pulso, faça uma correspondência entre a taxa de amostragem e a largura de banda de modulação. Esteja ciente de que a ampliação a largura de banda de medição também aumenta a largura de banda de ruído e degrada a taxa sinal-ruído (SNR) da medição. Isso pode ser melhorado com o aumento da potência do sinal.

Agora configure a captura segmentada. Tal como acontece com o uso do osciloscópio básico, torne o segmento longo o suficiente para capturar todo o afastamento em relação ao pulso do acionador do radar vítima.

Em seguida, configure as telas. Clique na tela de magnitude de pulso e configure a faixa de resultados de modo que o ponto de referência seja definido para subida ("rise"), a faixa de resultados seja definida para subida ("left"), e o comprimento seja 50 μs, ou seja, o comprimento do segmento.

Feche esta caixa de diálogo e adicione um segundo traço à magnitude do pulso usando o canal 3: isso permitirá ver todo o segmento e observar o "afastamento" do pulso do bloqueador em relação ao pulso do radar vítima.

A seguir, clique na tabela Resultados de pulso ("Pulse Results") e configure-a na guia Configuração de tabela ("Table Config"). Ative a coluna de tempo ("Timing") para que a diferença de tempo entre o radar vítima e os pulsos de interferência seja mostrada na exibição da tabela de resultados de pulso ("Pulse Results") e possa ser processada posteriormente na etapa seguinte.

A etapa final consiste em clicar no botão para capturar ("Capture") e esperar que o radar vítima acione o osciloscópio para capturar os segmentos.

Após a captura, as medições de pulso mostradas abaixo exibem os segmentos capturados. Cada segmento pode ser visualizado ao percorrer a tabela de resultados de pulso ("Pulse Results"), no canto superior direito. O exemplo mostra o segmento 52 dos canais 1 e 3 do osciloscópio. A tela de Magnitude de Pulso (parte inferior) mostra o pulso do radar vítima (amarelo) e o pulso de interferência (azul). O pulso de interferência tem mais potência e é atrasado em relação ao radar vítima.

As medições de RGPO podem ser automatizadas exportando os dados para uma planilha e executando uma sub-rotina do Visual Basic que calcula a diferença nos registros de tempo ou amplitudes de pulso entre os pulsos dos canais 1 e 3.

Os resultados são mostrados na coluna RGPO. O mesmo código pode ser usado para calcular a amplitude ou a diferença de frequência entre o radar vítima e o bloqueador.

Resumo

O aplicativo de medição de rede de antenas em fase R&S®VSE-K6A apresenta medições de pulso de RF multicanal integradas de até 16 GHz usando o osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP. Ele é uma ferramenta poderosa para analisar técnicas de interferências enganosas, como a técnica de despistamento em distância, e para automatizar testes de interferência.