Tests aux limites de radios aéroportées

Remplace les tests de terrain approfondis des radios à sauts de fréquence rapides, en simulant en laboratoire les conditions applicables aux liaisons radio réelles

Les liaisons de communication sur de longues distances provoquent des retards de signal qui constituent un défi pour les conceptions de formes d'ondes et de radios militaires.
Les liaisons de communication sur de longues distances provoquent des retards de signal qui constituent un défi pour les conceptions de formes d'ondes et de radios militaires.
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Votre tâche

Les systèmes de communication militaire modernes basés sur les radios logicielles (SDR) utilisent des formes d'ondes complexes à délai critique qui peuvent avoir des séquences de synchronisation extrêmement courtes, comme celles des formes d'ondes à saut de fréquence de R&S®SECOS. En outre, on utilise des schémas de saut de fréquence à large bande comme mesures de protection électroniques (EPM) pour empêcher un brouillage. De telles séquences de sauts de fréquence couvrent des bandes passantes de fréquences allant bien au-delà de 100 MHz, avec des taux de saut de fréquence de centaines, voire de milliers de sauts par seconde. Avant que les communications puissent s'établir de manière sécurisée, tous les systèmes radio impliqués sont synchronisés avec une horloge maître. Ensuite, chaque radio suit indépendamment le même régime de saut de fréquence définie par le maître, en se basant uniquement sur son horloge système interne.

La fenêtre de synchronisation pour l'établissement d'une connexion entre deux radios est très courte. Des retards temporels et des différences de précision de chronométrage des horloges système individuelles peuvent devenir très critiques.

Les horloges système sont fréquemment resynchronisées avec l'horloge maître, ce qui réduit l'influence des différences d'horloge. Mais les radios doivent toujours être en mesure de composer avec des retards, ainsi qu'avec les caractéristiques de signal résultant de schémas de sauts arbitraires.

Les radios aéroportées sont particulièrement soumises à des conditions extrêmes. Les longues distances causent des retards considérables dans les signaux transmis. Les ondes radio se propagent à la vitesse de la lumière, causant des retards d'environ 1 ms sur une distance de 300 km entre les radios en communication. Dans les communications LOS (Line of sight) aéroportées, des distances de quelques 100 km sont typiques. Dans le pire des cas, une liaison de communication ne peut pas être établi.

Les performances des systèmes radio à saut de fréquence, dans ce cas précis, doivent être vérifiées par des fabricants de radios pour optimiser leurs conceptions et par des organismes de test afin de vérifier la conformité d'une radio avec la spécification. Généralement, les organismes de test louent des hélicoptères, un aérodrome, des antennes et du personnel pour effectuer des tests en « conditions réelles », une approche très coûteuse et chronophage. Les résultats des tests, selon cette approche conventionnelle, sont influencés et falsifiés par de nombreuses sources d'erreurs connues et inconnues, comme le placement de l'antenne et d'autres paramètres.

Solution T&M

La solution de test Rohde & Schwarz dédiée aux systèmes radio à saut de fréquence rapide combine la polyvalence et la simplicité d'utilisation avec l'économie de temps et la rentabilité des coûts. La combinaison du générateur de signaux vectoriels R&S®SMU200A et de l'analyseur de spectre et de signaux R&S®FSV ou R&S®FSW génère des scénarios de test réels. L'option d'évanouissement (fading) du R&S®SMU200A prend en charge divers scénarios d'évanouissement, y compris la simulation du retard temporel et de la vitesse statique jusqu'à la vitesse hypersonique, afin de simuler en laboratoire un environnement réel.

Une configuration typique dédiée au test de conformité par rapport aux spécifications d'un émetteur / récepteur est illustrée ci-dessous. Tout d'abord, l'émetteur / récepteur testé (RX) et un émetteur / récepteur de référence (TX) sont synchronisés, par exemple par un outil logiciel de contrôle connecté via le bus de données MIL-STD-1553B. Pour le test, l'émetteur / récepteur de référence (TX) envoie un signal RF à l'analyseur de spectre et de signaux R&S®FSV / R&S®FSW où il est abaissé à la bande de base.

Le flux I/Q numérique qui en résulte est transmis en temps réel au générateur de signaux vectoriels R&S®SMU200A. L'option d'évanouissement (fading) interne du générateur applique le retard prévu, un scénario d'évanouissement et de vitesse Doppler au signal, afin de simuler un environnement réel. Le signal de test est rehaussé en RF avant d'être transféré à l'émetteur / récepteur testé (RX) qui démodule le contenu du signal. Le signal de référence et le signal démodulé sont envoyés vers un oscilloscope tel que le R&S®RTM / RTO, à des fins de comparaison.

En utilisant l'option d'évanouissement du R&S®SMU200A pour appliquer différents scénarios « environnementaux », les limites de performance de l'émetteur / récepteur testé (RX) sont rapidement détectées. Le R&S®FSV et le R&S®FSW prennent en charge le streaming en temps réel jusqu'à une largeur de bande d'analyse du signal de 160 MHz. Les formes d'onde à sauts de fréquence dépassant cette largeur de bande sont généralement testées en utilisant des schémas de sauts à largeur de bande réduite, prévus par le fabricant de la radio.

Configuration typique pour tester un émetteur / récepteur aéroporté tel que le M3AR
Configuration typique pour tester un émetteur / récepteur aéroporté tel que le R&S®M3AR
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Une telle configuration de test, se composant du R&S®FSV/R&S®FSW et du R&S®SMU200A, élimine les sources d'erreurs inconnues. Elle permet aux fabricants d'optimiser la conception de leurs radios, et aux organismes de test, aux utilisateurs de radios militaires et aux intégrateurs de systèmes de vérifier la conformité avec les normes internationales, ainsi qu'avec les spécifications radio du fournisseur sur la base de conditions environnementales réalistes. La préparation des radios à saut de fréquence en laboratoire, pour des tâches polyvalentes dans des missions réelles, n'a jamais été aussi facile.

Image de droite : Différents retards de signaux sont simulés en utilisant l'analyseur de spectre et de signaux R&S®FSV ou R&S®FSW et le générateur de signaux vectoriels R&S®SMU200A, afin de vérifier la limite de performance de la liaison de communication entre l'émetteur / récepteur de référence (TX) et l'émetteur / récepteur sous test (RX). Les contenus des signaux temporels et démodulés sont vérifiés avec un oscilloscope tel que le R&S®RTM / RTO.

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