Générer des émetteurs mobiles dans les laboratoires sans tests terrain coûteux

Le logiciel R&S®Pulse Sequencer propose une manière simple pour simuler des émetteurs radar et un récepteur mobile à des fins de test de récepteur EW. Le logiciel associé au générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A constitue un puissant simulateur radar. Il permet aux ingénieurs de générer des scénarios 3D très dynamiques en laboratoire.

Votre tâche

Des déplacements lents des navires aux manœuvres rapides des avions, la simulation d'émetteurs radar mobiles est adaptée à de multiples cas de test. La variation du niveau RF à l'entrée de l'antenne des récepteurs EW est due au rapprochement ou à l'éloignement des émetteurs selon la loi 1/R2. Souvent, la direction indiquée par le lobe principal des antennes installées est modifiée à cause d'un changement dynamique de l'émetteur ou de l'altitude de la plateforme réceptrice. Cela engendre des variations supplémentaires du niveau. Le test des récepteurs EW au sein de scénarios réalistes est par conséquent crucial pour une performance fiable sur le terrain. Cependant, il est coûteux et chronophage de tester les récepteurs dans leur environnement opérationnel réel. De plus, il pourrait être trop tard pour réaliser les changements de système si tout ne fonctionne pas comme prévu. C'est pourquoi les ingénieurs ont besoin d'une méthode plus simple et plus rapide pour évaluer la performance des récepteurs.

Solution T&M

Le générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A équipé de l'option émetteur mobile R&S®SMW-K304, associé au logiciel R&S®Pulse Sequencer, transforme le R&S®SMW200A en un puissant simulateur de scénarios radar. Les ingénieurs radar peuvent rapidement modéliser des scénarios complexes d'émetteurs mobiles sur des périodes très longues. Ils peuvent également :

  • Définir simplement les trajectoires de l'émetteur telles que des segments de lignes droites ou d'arcs circulaires avec trois degrés de liberté
  • Utiliser les fichiers de description du véhicule pour lisser les trajectoires qui contiennent uniquement des coordonnées x, y, z sans horodatages
  • Individualiser les scénarios à l'aide des fichiers de points de repère importés par les utilisateurs, pour des trajectoires complexes avec six degrés de liberté (6-DOF) et horodatage
  • Simuler l'accélération et les décalages Doppler
  • Prévisualiser et visualiser les scénarios 3D dynamiques

Définition du scénario sur la carte

L'exemple de scénario ci-dessous illustre une émission radar relative à un avion de patrouille (bleu) arrivant du cap Est en ligne droite. À l'origine de la carte, un avion plus grand se déplaçant plus lentement avec un récepteur radar (rouge) tourne à gauche, avec un cap final vers le Nord-Est.

Scénario dynamique sur la carte
Scénario dynamique sur la carte

Simulation d'un scénario de vol réaliste

Le trajet de vol du récepteur (avion rouge se déplaçant lentement) a été importé depuis un simulateur de trajectoire. Le trajet de vol est défini comme un fichier de points de repère (au format *.xtd) qui inclut les informations relatives à la position et l'altitude avec des horodatages. Le trajet de vol de l'émetteur (avion bleu) utilise une trajectoire prédéfinie fournie par le logiciel R&S®Pulse Sequencer. Dans ce scénario, on présume que le radar de l'avion émetteur bleu fonctionne dans la bande X et utilise un faisceau filiforme avec balayage de trames. La zone ombragée en bleu clair indique le secteur couvert par le balayage de trames. La surface balayée est de 30°/s (largeur de trame 90°). L'avion rouge transporte le radar avertissant l'équipement avec une couverture azimutale de 360° dans son système de mesure électronique (ESM). Il utilise quatre antennes de secteur avec des mires cardioïdes.

Simulation du niveau de puissance reçu

La figure illustre la variation de niveau relative au scénario de vol décrit précédemment. Seule la trace du niveau de puissance RF relative à l'une des quatre antennes de secteur du récepteur est indiquée. Le scénario contient trois intervalles de temps (rouge, vert et bleu). Au début du scénario (intervalle rouge), le récepteur est situé dans la position dîtes à une heure par rapport au cap de l'émetteur (avion bleu). Ensuite, pendant l'intervalle vert, il y a deux groupes avec deux crêtes s'étant produites pour chacun. Ces crêtes résultent du balayage de trames du faisceau filiforme de l'émetteur (1). Pendant le balayage 2, l'espace entre les deux crêtes est d'environ 4,7 s. Cela signifie que le récepteur est décalé du centre de la largeur de trame. Puisque l'avion récepteur se déplace vers la gauche pour tourner, le second groupe de crêtes dans l'intervalle vert possède des crêtes inférieures (ΔP1). Avec ce trajet de vol, la mire d'antenne cardioïde est inclinée vers le bas. Cette inclinaison réduit le gain d'antenne de l'émetteur en approche, causant la baisse du niveau de puissance reçu. Pendant l'intervalle bleu à environ 17 secondes de simulation, l'avion rouge retrouve son attitude initiale avec le cap Nord-Est, engendrant une augmentation significative de la puissance reçue d'environ ΔP2 =14 dB (2). Pendant l'intervalle bleu, l'émetteur approche sans cesse du récepteur. La puissance reçue augmente même plus avec un supplément de ΔP3 =12 dB par rapport à la valeur initiale au début du scénario (4). L'avion rouge est maintenant quasiment dans la position dîtes à midi par rapport au trajet de vol de l'avion bleu. Par conséquent, les crêtes reçues de l'émetteur transmettent le signal pendant le balayage 5 pour avoir dorénavant un espace de 3,2 s (3). L'avion rouge est quasiment au milieu du balayage de trames.

Avantages clés

  • Simuler des manœuvres de vols réalistes avec des émetteurs et des récepteurs mobiles
  • Obtenir un aperçu du niveau dynamique à partir d'une puissante prévisualisation du scénario
  • Transformer le R&S®SMW200A équipé de l'option R&S®SMW-K304 et du logiciel R&S®Pulse Sequencer en un puissant simulateur radar
Prévisualisation du niveau de puissance RF en sortie de l'antenne sélectionnée du récepteur de l'avion rouge
Prévisualisation du niveau de puissance RF en sortie de l'antenne sélectionnée du récepteur de l'avion rouge