Transmisión por secuencias de descriptores de impulsos con el R&S®SMW200A

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A puede asumir el papel de generador potente y flexible de señales en los supuestos de radar más realistas y ágiles en simuladores de supuestos de radar altamente integrados. Equipado con las opciones R&S®SMW-K503/-K504, el R&S®SMW200A puede generar todo tipo de señales de radar con modulación I/Q de uso actual y futuras a partir de secuencias de transmisión de descriptores de impulsos (PDW). Admite una tasa de ejecución de PDW máxima de 12 descriptores de megapulsos por segundo (MPDW/s).

Su misión

Los ingenieros de radar usan a menudo herramientas de software como el R&S®Pulse Sequencer para calcular supuestos de radar. Esta es una solución muy útil para las actividades de investigación y desarrollo, así como durante la verificación de los equipos de radar. Los usuarios pueden cambiar los parámetros con rapidez y disponen de mucha flexibilidad para diseñar el supuesto de radar.

Durante las pruebas operativas, en muchas ocasiones los ingenieros necesitan generar supuestos de radar ultralargos que contengan entornos de guerra electrónica (EW) muy exigentes con alta densidad de impulsos. Los supuestos pueden provenir de simulaciones previas o de grabaciones en vivo. A menudo se guardan en un grabador en forma de listas de descriptores de impulsos (PDW). Los PDW contienen los parámetros de la señal de radar de cada impulso junto con un sello de tiempo que define el momento de inicio del impulso.

Las medidas a nivel de sistema se realizan frecuentemente en un entorno de «hardware-in-the-loop». La salida del dispositivo bajo prueba (DUT) que se evalúa influye a su vez en su señal de entrada, por lo que los supuestos deben calcularse en tiempo real. Esto exige potentes motores de simulación que calculen los PDW sobre la base de la salida del DUT.

Para test operativos y medidas a nivel de sistema, los ingenieros de radares necesitan una fuente de señales de RF que pueda recibir los PDW transmitidos, por ejemplo, a través de una red LAN, interpretarlos y generar la señal de radar a partir de los PDW.

Solución Rohde & Schwarz

El R&S®SMW200A asume el papel de fuente de señal que genera con agilidad entornos de EW exigentes dentro del ancho de su banda base de 2 GHz y con una frecuencia de RF de hasta 44 GHz. Puede generar señales de pulsos con modulación I/Q, señales ágiles con conmutación rápida y señales pulsadas clásicas a partir PDW transmitidos por secuencias. El R&S®SMW200A recibe los PDW de un simulador de señales de radar a través de LAN. El potente hardware de banda base interpreta los PDW y general la señal de radiofrecuencia en función de los descriptores de impulsos en el punto temporal definido en los PDW. El R&S®SMW200A puede ejecutar y generar impulsos a partir de hasta seis secuencias de transmisión de PDW paralelas con una tasa de ejecución máxima de 2 Mpulsos/s o 2 MPDW/s por secuencia de transmisión.

La sincronización con el DUT se consigue fácilmente utilizando señales de referencia comunes (de 10 MHz o 1 GHz) y señales de marcador, tales como marcadores de pulso, marcadores previos y posteriores.

Concepto de transmisión por secuencias de PDW con el R&S®SMW200A
Concepto de transmisión por secuencias de PDW con el R&S®SMW200A

El formato de PDW de Rohde & Schwarz

Cada PDW representa un pulso que tiene una longitud fija y contiene datos con información como la hora de llegada (ToA), el desplazamiento de frecuencia, el desplazamiento de amplitud, la anchura de impulso y los parámetros de modulación. Esta información se puede utilizar bien para generar un impulso clásico (datos en tiempo real) o bien un segmento de forma de onda I/Q (número de ID de forma de onda). Una ampliación opcional del formato de PDW permite especificar formas de flanco y ráfagas de impulsos repetitivas.

Transmisión por secuencias de PDW clásicos (datos en tiempo real)

En el caso de PDW que solo contienen señales pulsadas clásicas, los usuarios pueden aprovechar la función de generación de señales en tiempo real del hardware de banda base de banda ancha R&S®SMW200A.

Los pulsos sin modulación, los pulsos con codificación Barker, los pulsos FM lineales (chirps) junto con los desplazamientos de frecuencia o los desplazamientos de amplitud se generan en tiempo real utilizando los parámetros definidos en el PDW. El momento de inicio del pulso se define mediante el registro de tiempo ToA incluido en el PDW.

Efecto de un PDW de control
Efecto de un PDW de control - cambio de frecuencia y amplitud del trayecto de RF
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Transmisión por secuencias de PDW de control

Los PDW de control ofrecen al usuario un control directo del hardware de radiofrecuencia del R&S®SMW200A sin necesidad de detener la secuencia de transmisión. Los PDW de control permiten cambiar la frecuencia absoluta de la señal RF (p. ej. de banda X a banda C para simular distintas bandas de radar) o el nivel RF (p. ej. de 0 dBm a –20 dBm para simular distintas potencias isotrópicas radiadas equivalentes, o PIRE, del emisor) en el instrumento sin tener que enviar un comando de control remoto adicional.

El usuario puede utilizar todo el rango de frecuencias y toda la gama dinámica del hardware de RF y cambiar la señal RF para cubrir distintas bandas de radar. Al incluir estos comandos de control en la secuencia de transmisión, es posible determinar exactamente el inicio del cambio mediante un registro de tiempo ToA. La señal se puede cambiar de manera estable y predecible. El comando se ejecuta tras un periodo de silenciamiento muy breve y los PDW se pueden procesar de nuevo.

Parámetros clave de rendimiento para señales en tiempo real
Intervalo de repetición de impulsos (PRI) mínimo para señales en tiempo real por secuencia de transmisión 0,5 µs
PRI mínimo para segmentos de forma de onda I/Q
por secuencia de transmisión
1 µs
Tasa de ejecución de PDW máxima
por instrumento con seis secuencias de transmisión
12 MPDW/s
Es posible generar pulsos con modulación de código Barker 13 en tiempo real
Es posible generar pulsos con modulación de código Barker 13 en tiempo real
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Es posible generar pulsos con modulación de frecuencia lineal en tiempo real
Es posible generar pulsos con modulación de frecuencia lineal en tiempo real
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Generación de señales con modulación I/Q

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A también puede generar cualquier señal con modulación I/Q a partir de una secuencia de transmisión de PDW. El PDW puede contener una referencia a un segmento predefinido de forma de onda previamente almacenado en la memoria de la banda base digital. Esta solución permite al usuario mezclar PDW definiendo señales pulsadas clásicas con señales de radar modernas con descripción I y Q. La información de ToA define el inicio de la generación de la señal. Los desplazamientos de frecuencia, amplitud y fase se aplican en tiempo real según la definición del PDW.

Pulso rectangular seguido de pulsos con flancos lineales y en coseno alzado
Pulso rectangular seguido de pulsos con flancos lineales y en coseno alzado
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Diez pulsos rectangulares generados con un único PDW
Diez pulsos rectangulares generados con un único PDW
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Conformación de flancos y ráfagas de pulsos

Una función exclusiva permite especificar la forma del flanco del pulso en el PDW sin utilizar segmentos I/Q. Están disponibles formas rectangulares, lineales o en coseno alzado. Estas formas permiten realizar medidas con límites de ancho de banda realistas en receptores sin filtros externos. Si se desea crear varios impulsos idénticos con un único PDW, la ampliación de formato de PDW para ráfagas de impulsos permite especificar un intervalo de repetición de impulsos (PRI) y un número de repeticiones.

Resultado con varios emisores que transmiten simultáneamente
Resultado con varios emisores que transmiten simultáneamente
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Simulación de múltiples emisores con pulsos superpuestos

Para crear una configuración de medida de altas exigencias, el generador de señales debe ser capaz de simular varios emisores al mismo tiempo así como pulsos superpuestos.

Si se equipa con dos generadores de banda base de banda ancha (R&S®SMW-B9), el R&S®SMW200A puede recibir dos secuencias de transmisión de PDW independientes. Instalando dos o cuatro módulos de procesamiento adicionales (R&S®SMW-B15), el número de secuencias simultáneas aumenta a seis. Las secuencias de transmisión de PDW asignadas a una salida de RF dedicada se agregan internamente de forma sincronizada. Es posible encaminar todas las secuencias de transmisión de PDW a una única salida de RF o bien, si se han instalado dos trayectos de RF, asignar hasta tres secuencias de transmisión a cada salida de RF.

Con un R&S®SMW200A, que brinda hasta seis secuencias de transmisión (p. ej. emisores), se obtienen configuraciones multicanal compactas, menos complejas y que requieren menos espacio.

Integración en configuraciones «hardware-in-the-loop» (HiL)

La simulación HiL es un método de medida en el que el DUT está integrado en un sistema de simulación que emula el entorno real de dicho DUT. Para medidas de receptores, el DUT generalmente se conecta a un generador de señales controlado por el simulador. El simulador evalúa los datos de salida del DUT en función de su señal de entrada proveniente del generador de señales y ajusta el generador conforme a los parámetros de medida.

Un generador de señales en una configuración HiL debe ofrecer procesamiento en tiempo real, una alta frecuencia de actualización y baja latencia. Gracias a su capacidad de aceptar secuencias de transmisión de PDW en tiempo real y al bajo retardo de su puerto Ethernet al puerto de salida de RF, el R&S®SMW200A resulta ideal para la integración en este tipo de configuraciones. En una simulación HiL, la precisión de la sincronización entre todos los dispositivos es un imperativo. El R&S®SMW200A ofrece diversas opciones para la sincronización con el simulador HiL que incluyen entrada externa de reloj de referencia, entradas de disparo y salidas de marcadores definidas por el usuario. Igualmente, se dispone de estadísticas exhaustivas de las secuencias de transmisión de PDW que facilitan la depuración.

Características y ventajas

  • Generación de señales de radar en tiempo real para test HiL
  • Tasa de ejecución de PDW máxima de 12 MPDW/s por instrumento
  • Transmisión de secuencias PDW de múltiples emisores con función de superposición de pulsos en un solo equipo
  • Generación de todo tipo de formas de onda con modulación I/Q
  • Medidas con límite de ancho de banda mediante conformación de flancos de pulsos
  • Reproducción de señal ultralarga con reducido requisito de memoria
  • Dos trayectos de RF independientes en un solo equipo
  • Calidad de señal excepcional
Configuración de prueba «hardware-in-the-loop» con el R&S®SMW200A
Configuración de prueba «hardware-in-the-loop» con el R&S®SMW200A