Analyse simplifiée de radars à agilité de fréquence

L'analyseur de signaux et spectre R&S®FSWdoté de l'option temps réel R&S®FSW-K160Ret de l'option de mesure d'impulsion R&S®FSW-K6est idéal pour le test des radars modernes.

Analyse simplifiée de radars à agilité de fréquence

L'enjeu

Des techniques d'agilité de fréquence permettent aux radars de changer rapidement les modes de fonctionnement d'impulsion à impulsion. Cela peut inclure divers modes de fonctionnement du système :

  • Techniques de sauts de fréquence pour prendre en compte les effets atmosphériques, les perturbations, les interférences et l’évitement de détection
  • Modifications de la largeur d'impulsion ou de la modulation pour améliorer la résolution cible
  • Taux de répétition des impulsions décalées pour éviter l'ambiguïté de la gamme

Ces modes avancés du système doivent être testés, afin de valider les performances dans ces conditions dynamiques et de s'assurer qu'il n'y a pas d'émissions indésirables. Les émissions spectrales indésirables dégradent non seulement l'efficacité du radar, mais peuvent également engendrer des artefacts indésirables. Des sources d'émissions indésirables peuvent apparaître à cause de transitoires et d'erreurs de modulation, de couplage numérique à RF, d'effets non linéaires et d'impulsions transitoires de puissance, et même d'erreurs temporelles résultant du réglage du matériel et de la synchronisation de l'horloge. Ces signaux parasites temporels sont difficiles à détecter à l'aide d'équipements de test classiques, en raison de la nature très rapide des signaux.

L'affichage spectral par persistance du FSW (en bas) indique instantanément un spectre différent sur l'événement de la fréquence centrale
Fig. 1 : L'affichage spectral par persistance du R&S®FSW (en bas) indique instantanément un spectre différent sur l'événement de la fréquence centrale, qui est à peine visible sur l'affichage en balayage de fréquence (en haut) avec une trace max. maintenue.
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Solution T&M

Généralement, des analyseurs de spectre à balayage sont utilisés pour la recherche de signaux parasites indésirables à l'intérieur ou à l'extérieur de la bande. Même si l'analyseur de signaux et spectre R&S®FSWa la gamme dynamique la plus élevée et la capacité de balayage la plus rapide de tous les analyseurs de spectre disponibles, les limitations architecturales de l'analyse par balayage traditionnel ne sont pas idéale pour l'observation d'événements impulsionnels courts avec une faible probabilité d’occurrence.

Les conditions du signal à la Fig. 1 montrent le spectre d'une séquence de saut de fréquence dans un span de 160 MHz. Deux affichages sont illustrés pour comparaison. Comme un analyseur de spectre à balayage classique, l'affichage du balayage en fréquence (en haut) a une courbe de maintien maximum. Les paramètres de balayage sont réglés à une bande de résolution de 50 kHzet un temps de balayage de 50 ms. Les cinq fréquences de sauts sont relevées, mais l'affichage semble indiquer également un certain niveau d'émissions parasites sur toute la largeur de la bande analysée.

À l'inverse, le mode spectral en temps réel R&S®FSW-K160Rpermet d'analyser le signal jusqu'à 600 000 FFT/s, apportant une probabilité de 100 % d'interception (POI) pour des signaux aussi rapides que 1,87 μsdans un span de 160 MHz. Le spectre de persistance sur l'écran inférieur sur la figure 1 illustre l'échelle en dégradé de couleur du mode temps réel. Il est évident qu'une forme spectrale distinctement différente se produit rarement dans ce mode de fonctionnement.

Le spectre de cet événement étant différent de celui des autres impulsions (voir Fig. 2), il est possible de l'isoler à l'aide d'une fonction de déclenchement sur gabarit fréquentiel (FMT, Frequency Mask Trigger). Une fois le signal à analyser isolé, le spectrogramme révèle également que l’événement occupe une plus grande bande passante que les autres sauts de fréquence, indiquant une courte impulsion.

L'option d'analyse en temps réel FSW-K160R permet d'isoler le signal en utilisant le déclenchement sur gabarit fréquentiel
Fig. 2 : L'option d'analyse en temps réel R&S®FSW-K160R permet d'isoler le signal en utilisant le déclenchement sur gabarit fréquentiel et d'analyser la lecture en utilisant la fonction spectrogramme.
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L'option de mesure d'impulsion R&S®FSW-K6peut être utilisée pour analyser entièrement les impulsions capturées au sein de la bande passante d'analyse de l'analyseur de spectre. Plus de 100 000 impulsions peuvent être analysées avec des vues du spectre corrélées dans le temps, l'horodatage, la modulation et les propriétés statistiques du signal. Tous les paramètres d'impulsion pertinents peuvent être affichés à l'écran, notamment la tendance de la largeur impulsion, le tableau des résultats, ou encore la phase et la fréquence d'impulsion.

La Fig. 3 montre les résultats de la mesure d'impulsions pour plusieurs centaines d'impulsions capturées en 250 ms. L'affichage de tendance de largeur d'impulsion en haut à gauche révèle qu'il y a 128 événements avec une largeur d'impulsion de 20 μset un seul événement avec une largeur d'impulsion de 1,0 μs. En sélectionnant l'impulsion 1,0 μsdans le tableau de résultats en haut à droite, l'impulsion large bande est automatiquement démodulée et indiquée dans les affichages de la phase d'impulsion et de la fréquence d'impulsion en bas de la Fig. 3. On peut maintenant observer que la forme d'onde d'impulsion démodulée est passée d'un signal CW pulsé à une forme d'onde impulsionnelle compressée polyphasée Barker 13 pour l'impulsion 1 μs. Cette évolution implique un changement spectaculaire de la résolution du radar en conditions de répétition, mais seulement sur une très courte durée.

La combinaison de la technologie d'isolement en temps réel du signal à examiner avec l'analyse de relevé impulsionnel permet de caractériser facilement le comportement opérationnel des signaux d'impulsions complexes.

En utilisant l'option de mesures impulsionnelles FSW-K6, l'impulsion à large bande peut être isolée et entièrement analysée.
Fig. 3 : En utilisant l'option de mesures impulsionnelles FSW-K6, l'impulsion à large bande peut être isolée et entièrement analysée.
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Conclusion

Le R&S®FSW-K160Rest le dernier né de la gamme d'analyse en temps réel de Rohde & Schwarz. Intégré au sein de la plateforme d'analyse de spectre ayant la performance la plus élevée, le R&S®FSWaméliore la performance du leader industriel pour le niveau de bruit moyen affiché (DANL), le bruit de phase et la bande passante de mesure (bande passante d'analyse de 320 MHzjusqu'à 50 GHz).

Conçue pour être évolutive, la nouvelle fonction temps réelle est une option logicielle pour l'analyseur de signaux et spectre R&S®FSW, ajoutant de nouveaux indicateurs industriels en termes de performance avec pratiquement 600 000 FFT/set un 100 %POI de 1,87 μsà une bande passante d'analyse de 160 MHz.

Lorsqu'il est combiné avec l'option de mesure d'impulsions R&S®FSW-K6, l'analyseur de spectre temps réel R&S®FSW-K160Rdevient l'outil idéal pour la simplification de l'analyse de la plupart des systèmes radar agiles avancés.

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