Достоверные испытания радиостанций со скачкообразной перестройкой частоты

Задачи

Во многих современных передовых тактических радиостанциях используется скачкообразная перестройка частоты, чтобы уменьшить вероятность помех и подавления во время важной операции. Хотя испытания характеристик этих радиостанций часто проводятся в статическом режиме (без скачкообразной перестройки частоты), также важно проверить эти характеристики во всех режимах со скачкообразной перестройкой частоты, чтобы убедиться в отсутствии взаимных помех с сигналами в соседних диапазонах или с внутриполосной связью. Непредусмотренные сигналы могут нарушить работу не только других радиостанций в этих сетях, но и других беспроводных систем, использующих такой же диапазон. 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.

Один из наиболее чувствительных диапазонов тактической радиосвязи — это диапазон частот службы авиационной радионавигации (ARNS) от 960 МГц до 1215 МГц. Помимо того, что это популярный диапазон частот для тактической радиосвязи, особенно в бортовых платформах радиосвязи, он также очень важен для инфраструктур навигации и связи.

На рисунке выше показаны некоторые из использующих спектр ARNS важных беспроводных технологий, такие как частоты запросчика-ответчика IFF (1030 МГц и 1090 МГц) и диапазон ГНСС L5/E5a 1176,45 МГц. У этих важных навигационных и радиолокационных технологий может произойти ухудшение характеристик из-за непреднамеренных паразитных излучений или неконтролируемых радиостанций, излучения которых нарушают защитные частотные интервалы.

Контрольно-измерительное решение

Как правило, для поиска нежелательных внутри- или внеполосных паразитных сигналов используются традиционные анализаторы спектра. Однако, даже если использовать анализатор спектра, такой как R&S®FSW, который обладает самым широким динамическим диапазоном и самой быстрой разверткой среди доступных коммерческих анализаторов спектра, архитектурное ограничение для анализа с традиционной разверткой позволяет достичь только низкой вероятности перехвата (POI) быстро возникающих кратковременных помех.

Обратите внимание на представленную выше на снимке экрана характеристику эмулируемого сигнала радиостанции со скачкообразной перестройкой частоты. Чтобы подтвердить, что непреднамеренные сигналы не нарушают диапазон IFF 1090 МГц, анализатор настраивается в режим частотной развертки и фиксирует сигналы с использованием функции удержания максимума в течение нескольких секунд, как показано в верхнем окне на представленном выше снимке экрана. Время развертки составляет 6,4 мс в полосе обзора 160 МГц при полосе разрешения 50 кГц. В нижнем окне показана цветовая градиентная шкала спектра послесвечения в режиме реального масштаба времени прибора R&S®FSW-K160R для того же диапазона частот. В этом режиме сигнал можно анализировать со скоростью до 600 000 БПФ/с, что дает 100%-ю вероятность перехвата сигналов за время 1,87 мкс в той же полосе обзора 160 МГц. Следует отметить, что сигнал захватывается в окне спектра послесвечения, но не отображается на графике с удержанием максимума в окне традиционного анализатора спектра. Со временем в окне с удержанием максимума должен захватываться паразитный сигнал с такой же амплитудой, если он повторяется. Однако следует учитывать вероятность возникновения сигнала при определении необходимого для захвата события времени пребывания на частоте сигнала.

Режим отображения спектра в реальном масштабе времени очень важен для работы с современными цифровыми устройствами, для решения проблем, связанных со скачкообразной перестройкой частоты, и для обнаружения сигналов, перехватываемых с низкой вероятностью, таких как кратковременные помехи. Функции для работы в реальном масштабе времени, такие как запуск по частотной маске и отображение спектрограммы в реальном масштабе времени, также позволяют обнаруживать сигналы и выполнять анализ с временной корреляцией, чтобы пользователь мог определять и устранять недостатки конструкции радиостанции. После обнаружения анализ основной причины упрощается благодаря доступности нескольких окон для анализа, таких как показанные на нижнем снимке экрана. Запуск по частотной маске (FMT) в реальном масштабе времени позволяет немедленно обнаружить сигнал. Совместно с окном спектрограммы анализ сигнала с временной корреляцией может помочь определить, как изменяется сигнал радиостанции перед, во время и после интересующего события.

Захваченные I/Q-данные можно анализировать во всей полосе анализа прибора R&S®FSW. Возможен анализ коррелированных во времени видов спектра, синхронизации, модуляции и статистических свойств сигнала.

Заключение

Опция R&S®FSW-K160R — новейшее функциональное дополнение для проведения анализа в реальном масштабе времени от Rohde & Schwarz. Это решение предназначено для интеграции в самую высокопроизводительную платформу для анализа спектра и сигналов — анализатор R&S®FSW, имеющий лучшие в отрасли показатели по среднему уровню собственных шумов (DANL), по фазовому шуму и по полосе измерения (полоса анализа 320 МГц).

Новая функция реального масштаба времени, предназначенная для обеспечения масштабируемости, — программная опция для анализатора R&S®FSW, которая устанавливает новую планку в производительности с быстродействием около 600 000 БПФ/с и 100%-й вероятностью перехвата (POI) сигналов длительностью 1,87 мкс в полосе анализа 160 МГц.