Medidas de dos canales para sistemas RGPO de interferencia intencionada

Su misión

La interferencia intencionada (jamming) se consigue aumentando la relación de potencia de un sistema de inhibición respecto al radar atacado. La interferencia intencionada con fines engañosos, conocida como «deceptive jamming», es una variante mejorada que utiliza los siguientes procesos para aumentar de forma gradual la relación entre la interferencia intencionada y la señal (jamming to signal, J/S) en un radar atacado hasta el infinito. Para ello, en primer lugar «roba» de la puerta de distancia o la puerta de velocidad (o ambas) del radar atacado incrementando de forma progresiva la potencia del impulso perturbador en el retorno del blanco medido por el radar atacado. De este modo, el radar ajusta su control automático de ganancia (CAG) al nivel de potencia de los impulsos perturbadores, también denominados impulsos de recubrimiento («cover pulses»).

Tras capturar el CAG, el sistema de inhibición comienza a cambiar la frecuencia y el retardo de los impulsos de recubrimiento para modificar su distancia y velocidad (Doppler) respecto a los de la aeronave emisora de la interferencia intencionada. Puesto que el radar atacado se va alejando de las puertas de distancia y de velocidad de la aeronave, la relación J/S conduce al infinito, ya que el radar atacado ya no es capaz de medir ningún retorno de blanco de la aeronave. Esto puede comprobarse en la ecuación de J/S para la emisión de una interferencia intencionada con fines de engaño y autoprotección contra radares coherentes, según Neri¹⁾:

Donde P_j y G_j son la potencia y la ganancia del inhibidor, P_t,r y G_r representan la potencia de transmisión y la ganancia del radar atacado, σ es la sección equivalente de radar (RCS) de la aeronave que emite la interferencia intencionada, y R es la distancia entre el sistema de inhibición y el radar atacado. Puesto que el radar atacado es arrastrado a una puerta de distancia o Doppler diferente a la de la aeronave que provoca la perturbación, la sección equivalente de radar pasa a cero y el denominador de la ecuación descenderá también a cero aumentando la relación J/S al infinito.

Para verificar métodos de interferencia intencionada a RF con fines de engaño se requiere un receptor de medida de dos canales para la potencia y el tiempo. El primer canal mide el radar atacado, que generalmente se simula durante el test mediante un generador de señales. El segundo canal mide el procedimiento de interferencia intencionada. Las medidas correlacionadas entre ambos canales indican cuándo se alcanza la J/S y cuándo se convierte en infinita.

Solución Rohde & Schwarz

Un osciloscopio es el receptor ideal para las medidas comparativas de dos canales, y el patrón de referencia para las medidas de tiempo. La configuración de medida se compone del generador de señales vectoriales R&S®SMW200A, para simular el radar atacado e inducir una respuesta perturbadora en el sistema de inhibición, y el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP, para medir y comparar la respuesta del radar atacado y de la interferencia inducida. Las medidas se pueden realizar utilizando la aplicación del osciloscopio y con el software explorador de señales vectoriales R&S®VSE mediante la opción de medida de conjuntos fásicos de antenas R&S®VSE-K6A.

Para medir sistemas RGPO (range gate pull-off, por sus siglas en inglés) utilizando la aplicación básica del osciloscopio se efectúa un disparo en ambos canales con el primer impulso del radar atacado (la configuración del disparo se explica más abajo). Para incluir toda la extensión del desplazamiento se alarga la base de tiempo del osciloscopio. Explicado de otro modo: si el desplazamiento total para inhibir el radar atacado es 50 μs, deberá seleccionarse 50 μs como base de tiempo. También se debe utilizar la función de segmentación rápida con suficientes segmentos para capturar el procedimiento y revisarlo seguidamente en el historial. Una medida de correlación de canal cruzado adicional permite identificar de forma precisa el desfase de tiempo entre cada uno de los impulsos en cada momento.

Los impulsos de RF también se pueden medir con el software explorador de señales vectoriales R&S®VSE y la opción de medida de conjuntos fásicos de antenas R&S®VSE-K6A. El software y la opción ofrecen medidas de impulsos integradas para duración de impulso, amplitud de impulso, intervalo de repetición de impulsos y frecuencia de impulsos, cuya configuración puede resultar más compleja en la aplicación básica del osciloscopio. Al medir dos canales de RF al mismo tiempo, como es el caso en las medidas de RGPO, la opción R&S®VSE-K6A permite a los ingenieros especializados en guerra electrónica (EW) realizar medidas automáticas de métodos de interferencia intencionada y determinar su temporización y amplitud con precisión.

Realice la medida de RGPO activando un canal de medida de impulsos en el R&S®VSE y conectándolo al osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP. Configure en primer lugar el disparo en el impulso del radar atacado. En el menú de disparo, ajuste el disparo de R&S®VSE a Manual.

En «Info & Settings» de la ventana del instrumento R&S®VSE, compruebe que esté activado «Display Update».

Pulse «Local» en el panel frontal del osciloscopio o en la conexión VPN del navegador.

En el osciloscopio, ajuste un disparo de flanco en el canal del osciloscopio que mide el radar atacado. En el ejemplo ilustrado se utiliza el canal 1. Asegúrese de que el nivel de disparo esté ajustado lo suficientemente por encima del ruido de fondo del osciloscopio para evitar que el ruido active una medida.

Agregue un tiempo de retención («holdoff») al disparo de flanco que es algo más largo que el impulso del radar atacado. En este caso, la duración del impulso del radar atacado es 10 μs. Por último, ajuste el modo de disparo a Normal para que el instrumento capture una forma de onda o una conjunto de segmentos de forma de onda si se cumplen todas las condiciones de disparo.

Retorne al R&S®VSE y configure el filtro de adquisición de datos y la frecuencia de muestreo. Para medir la potencia y modulación de impulsos, utilice el filtro «Flat acquisition» en lugar del filtro gaussiano, ya que los impulsos son uniformes (self-windowing) y el filtro gaussiano distorsionaría el espectro de modulación. Configure estos ajustes en Meas Setup ▷ Data Acquisition ▷ Filter Type. Si desea medir la modulación sobre impulso, deberá adaptar la frecuencia de muestreo al ancho de banda de modulación. Tenga en cuenta que al ampliar el ancho de banda de medida también aumenta el ancho de banda de ruido, lo que degrada la relación señal/ruido (SNR). Para mejorarlo, aumente la potencia de la señal.

A continuación, configure la captura segmentada. Como en la aplicación básica del osciloscopio, configure el segmento con suficiente longitud para capturar todo el rango de alejamiento en relación al impulso de disparo del radar atacado.

Seguidamente, configure las visualizaciones. Haga clic en la visualización de magnitud del impulso y configure el rango de resultados de forma que el punto de referencia sea «Rise», el rango de resultado «left» y la longitud 50 μs, es decir, la longitud del segmento.

Cierre este diálogo y agregue una segunda traza a la magnitud de impulso con el canal 3: de este modo, se podrá visualizar el segmento completo y comprobar el «alejamiento» del impulso perturbador con respecto al impulso del radar atacado.

A continuación, haga clic en la tabla «Pulse Results» y configúrela en la pestaña «Table Config». Active la columna «Timing» para que se muestre la diferencia de tiempo entre el radar atacado y los impulsos perturbadores en la visualización de la tabla «Pulse Results» y pueda posprocesarse en el siguiente paso.

Por último, haga clic en el botón «Capture» y espere a que el radar atacado emita el disparo al osciloscopio para capturar segmentos.

Tras la captura, las medidas de impulso mostradas en la parte inferior indican los segmentos adquiridos. Cada segmento se puede visualizar desplazando por la tabla «Pulse Results» (arriba a la derecha). El ejemplo muestra el segmento 52 de los canales 1 y 3 del osciloscopio. La visualización de magnitud de impulso (abajo) muestra el impulso del radar atacado (amarillo) y el impulso perturbador (azul). El impulso perturbador tiene más potencia y presenta un retardo con respecto al radar atacado.

Las medidas de RGPO se pueden automatizar exportando los datos a una hoja de cálculo y ejecutando una subrutina en Visual Basic que calcula la diferencia en sellos de tiempo o amplitudes de impulso entre los impulsos del canal 1 y 3.

Los resultados se muestran en la columna RGPO. Se puede utilizar el mismo código para calcular la diferencia de amplitud o de frecuencia entre el radar atacado y el sistema de inhibición.

Resumen

La aplicación de medida de conjuntos fásicos de antenas R&S®VSE-K6A ofrece medidas multicanal integradas de impulsos de RF hasta 16 GHz utilizando el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP. Con ello se dispone de una potente herramienta para analizar métodos de interferencia intencionada para fines de engaño, como el RGPO (range gate pull-off, por sus siglas en inglés), y para test de sistemas de inhibición automáticos.