Упрощенный анализ РЛС с быстрой перестройкой частоты

Измерительная задача

Благодаря методам перестройки частоты РЛС могут быстро изменять режимы работы от импульса к импульсу. Такой подход может включать различные возможности эксплуатации системы:

• Метод скачкообразной перестройки частоты для учета атмосферных явлений, радиопротиводействия, помех и для защиты от обнаружения
• Изменение длительности импульсов или модуляции для повышения способности обнаружения цели
• Переменная частота повторения импульсов для устранения неоднозначности по дальности

Такие расширенные системные операции должны быть тщательно протестированы с целью проверки рабочих характеристик в данных динамических условиях и для гарантии отсутствия нежелательных излучений. Побочные спектральные излучения не только ухудшают эффективность РЛС, они также могут являться причиной появления различных искажений. Источники нежелательных излучений могут возникать из-за переходных процессов и ошибок модуляции, взаимосвязи цифровых и ВЧ-сигналов, нелинейных эффектов и помех по питанию и даже из-за временных погрешностей аппаратной настройки и тактовой синхронизации. Эти кратковременные паразитные сигналы трудно обнаружить с помощью традиционного измерительного оборудования из-за быстроизменяющейся природы таких сигналов.

Контрольно-измерительное решение

Как правило, для поиска нежелательных внутри- или внеполосных паразитных сигналов используются анализаторы спектра, работающие по принципу частотной развертки. Несмотря на то, что анализатор сигналов и спектра R&S®FSWобладает наибольшим динамическим диапазоном и быстротой развертки среди коммерчески доступных анализаторов спектра, архитектурные ограничения традиционного анализа с разверткой неидеальны для обнаружения маловероятных кратковременных импульсов.

На рисунке 1 показан спектр сигнальной последовательности со скачкообразной перестройкой частоты в полосе обзора 160 МГц. Для сравнения приведены два вида отображения спектра. Как и в традиционном анализаторе спектра с частотной разверткой, в окне (сверху) отображается кривая удержания максимума. Параметры развертки: полоса разрешения 50 кГци время развертки 50 мс. Захвачены пять частот перестройки, и, по-видимому, некоторый уровень паразитного излучения в изучаемой полосе частот.

В отличие от описанного выше примера, режим отображения спектра в реальном масштабе времени R&S®FSW-K160Rпозволяет анализировать сигнал со скоростью до 600 000 БПФ/с, что дает 100%-ю вероятность перехвата (POI) сигналов за время 1,87 мксв полосе обзора 160 МГц. На спектре послесвечения в нижней части рисунка 1 показана цветовая градиентная шкала режима реального масштаба времени. Очевидно, что в этом режиме работы совершенно другая форма спектра возникает не очень часто.

Так как спектр этого события отличается от остальных импульсов (см. рисунок 2), для выделения данного сигнала может использоваться функция запуска по частотной маске (FMT). Как только интересующий сигнал выделен, отображаемая спектрограмма покажет, что это событие занимает значительно более широкую полосу частот, чем остальные частотные скачки, указывая на наличие короткого импульса.

Опцию импульсных измерений R&S®FSW-K6можно использовать для полного анализа захваченных импульсов в полосе анализа, доступной на анализаторе спектра. Более 100000 импульсов могут быть проанализированы с помощью коррелированных по времени представлений спектральных, временных, модуляционных и статистических характеристик сигнала. Все основные параметры импульса могут быть отображены на экране, в том числе тренд длительности импульса, таблица результатов, фаза и частота импульса и т. д.

На рисунке 3 показаны результаты импульсных измерений для нескольких сотен захваченных импульсов за время 250 мс. В верхнем левом окне, где настроено отображение тренда длительности импульса, видно, что на 128 событий с длительностью импульса 20 мксприходится одно событие с длительностью импульса 1.0 мкс. При выборе импульса длительностью 1.0 мксв правой верхней таблице результатов, широкополосный импульс автоматически демодулируется и отображается в представлениях фазы и частоты импульса в нижней части рисунка 3. Теперь видно, что форма демодулированного импульсного сигнала изменилась с непрерывного импульсного сигнала на сжатый 13-позиционный код Баркера для импульса длительностью 1 мкс. Тем самым (периодически) резко изменяются характеристики разрешения данной РЛС, но только на очень короткий период времени.

Сочетая технологию работы в реальном масштабе времени для выделения изучаемого сигнала и анализ с помощью импульсных измерений, можно достаточно просто получить рабочие характеристики сложных импульсных сигналов.

Заключение

Опция R&S®FSW-K160R— одно из последних дополнений в ассортименте Rohde & Schwarz для анализа в реальном масштабе времени. При интеграции в высокопроизводительную платформу для анализа спектра R&S®FSWдает лучшие в отрасли показатели по среднему уровню собственных шумов, фазовому шуму и полосе измерения (320 МГцполоса анализа до 50 ГГц).

Новая функция реального масштаба времени, предназначенная для обеспечения масштабируемости, представляет собой программную опцию для анализатора сигналов и спектра R&S®FSW, которая задает новые стандарты в отрасли благодаря своему быстродействию ок. 600 000 БПФ/си 100%-йвероятности перехвата сигналов длительностью 1,87 мксв полосе анализа 160 МГц.

В сочетании с опцией импульсных измерений R&S®FSW-K6анализатор спектра в реальном масштабе времени R&S®FSW-K160Rстановится идеальным инструментом для упрощения анализа самых современных РЛС с быстрой перестройкой частоты.