Application Notes

Generación de emisores en movimiento en el laboratorio sin los costosos ensayos en exteriores

El software R&S®Pulse Sequencer permite simular de forma muy sencilla emisores de radar móviles y un receptor móvil para pruebas de receptores de guerra electrónica (EW). El software, junto con el generador vectorial de señales R&S®SMW200A, se convierte en un potente simulador de radar que permite a los ingenieros crear en el laboratorio escenarios en 3D muy dinámicos.

Su misión

Desde buques de movimiento lento hasta aeronaves de maniobra rápida: la simulación de emisores de radar en movimiento es de gran utilidad para muchos casos de pruebas. La variación del nivel RF en la entrada de antena de los receptores de guerra electrónica (EW) por los emisores que se acercan o alejan cumple con lo dispuesto en la norma 1/R2. A menudo, la dirección de orientación del lóbulo principal de las antenas instaladas varía debido a un cambio dinámico en la altitud de la plataforma del emisor o del receptor. Esto provoca variaciones de nivel adicionales. Por tanto, es crucial comprobar los receptores EW en entornos realistas para garantizar un rendimiento fiable en exteriores. Sin embargo, comprobar los receptores en su entorno de funcionamiento real requiere una gran inversión de tiempo y de dinero. Además, puede que ya sea tarde para realizar cambios importantes en el sistema si las pruebas no salen tal y como se esperaba. Esta es la razón por la que los ingenieros necesitan un método más fácil y rápido para evaluar el rendimiento del receptor.

Solución de test y medida

Al equipar el generador vectorial de señales R&S®SMW200A con la opción de emisor móvil R&S®SMW-K304 y el software R&S®Pulse Sequencer, el R&S®SMW200A se convierte en un simulador de escenarios de radar de gran alcance. Los ingenieros de radar pueden simular rápidamente complejos escenarios de emisores en movimiento con un tiempo de funcionamiento ultralargo. Además, también pueden:

  • definir fácilmente trayectorias del emisor, como líneas rectas o segmentos de arco circular, con tres grados de movilidad;
  • utilizar los archivos de descripción del vehículo para simplificar las trayectorias que solo contienen coordenadas x, y, z sin marcas de tiempo;
  • personalizar escenarios gracias a los archivos de waypoint (punto de paso) importados de los usuarios para trayectorias complejas con seis grados de movilidad (6-DOF) y etiquetas de tiempo;
  • simular la aceleración y los desplazamientos Doppler;
  • previsualizar y visualizar escenarios en 3D dinámicos

Definición de un escenario en el mapa

El siguiente ejemplo de escenario muestra una aeronave de patrulla con emisión de radar (azul) orientado hacia el este en línea recta. En el origen del mapa, una aeronave más grande y de movimiento lento con un receptor de radar (roja) está girando a la izquierda, y su destino final es el noreste.

Escenario dinámico en el mapa
Escenario dinámico en el mapa

Simulación de un escenario de vuelo realista

La trayectoria de vuelo del receptor (aeronave roja de movimiento lento) se importó de un simulador de trayectoria. La trayectoria de vuelo se define en un archivo waypoint (formato *.xtd exclusivo) que incluye información sobre la ubicación y la altitud, junto con marcas de tiempo. La trayectoria de vuelo del emisor (aeronave azul) sigue una trayectoria predefinida por el software R&S®Pulse Sequencer. En este escenario, se presupone que el radar de la aeronave emisora azul opera en la banda X y utiliza un haz filiforme junto con un escáner de exploración de trama. El área sombreada en azul claro muestra el sector que está cubierto por el escáner de exploración de trama. La velocidad de escaneo es de 30°/s (ancho de trama 90°). La aeronave roja cuenta con un equipo de advertencia de radar con cobertura acimutal de 360° como parte de su sistema de medidas de apoyo electrónico (ESM). Utiliza cuatro antenas sectoriales con diagramas de antena cardioides.

Simulación del nivel de potencia recibido

La figura muestra la variación de nivel debida al escenario de vuelo descrito anteriormente. Solo se muestra el trazado del nivel de potencia RF de una de las cuatro antenas sectoriales del receptor. El escenario incluye tres intervalos de tiempo (barras roja, verde y azul). Al principio del escenario (intervalo rojo), el receptor está ubicado en la posición de la 1 en punto con respecto a la dirección del emisor (aeronave azul). Más tarde, durante el intervalo verde, se producen dos grupos con dos picos cada uno. Estos picos son el resultado del escaneo de exploración de trama del haz filiforme del emisor (1). Durante el escaneo 2, el intervalo transcurrido entre los dos picos es de aproximadamente 4,7 s. Esto significa que el receptor está situado en el centro de la anchura de la trama. A medida que la aeronave receptora se desplaza hacia la izquierda para girar, el segundo grupo de picos en el intervalo verde tiene picos más bajos (ΔP1). Debido a esta trayectoria de vuelo, el diagrama de antena cardioide se inclina hacia abajo. Esta inclinación reduce la ganancia de antena hacia el emisor que se aproxima y hace que descienda el nivel de potencia recibido. Durante el intervalo azul, alrededor del segundo 17 de simulación, la aeronave roja ha retrocedido a su posición inicial hacia el noreste, lo que ha conducido a un gran aumento en la potencia recibida de aproximadamente ΔP2 =14 dB (2). Durante el intervalo azul, el emisor se acerca constantemente al receptor. La potencia recibida aumenta aún más, en un ΔP =12 dB adicional en comparación con el valor inicial al principio del escenario (4). La aeronave roja está ahora casi en la posición de las 12 en punto con respecto a la trayectoria de vuelo de la aeronave azul. Por lo tanto, los picos recibidos de la señal de transmisión del emisor durante el escaneo 5 tienen ahora una separación de 3,2 s (3). La aeronave roja se encuentra prácticamente en el centro del escáner de exploración de trama.

Ventajas clave

  • Simulación de maniobras de vuelo realistas con emisores y receptores en movimiento
  • Información sobre la dinámica de nivel a partir de una vista previa de un escenario de gran alcance
  • Equipe el R&S®SMW200A con la opción R&S®SMW-K304 y el software R&S®Pulse Sequencer para convertirlo en un simulador de radar excepcional
Vista previa del nivel de potencia RF en la salida de antena seleccionada del receptor de la aeronave roja
Vista previa del nivel de potencia RF en la salida de antena seleccionada del receptor de la aeronave roja