Generazione di impulsi di breve durata con massima ripetibilità e accuratezza grazie a R&S®SMA100B

Le apparecchiature radar sono sempre state progettate per lavorare ai limiti delle possibilità tecnologiche. Per questo motivo le vere prestazioni delle apparecchiature radar possono essere misurate solo con i segnali di test impulsivi più accurati e affidabili. Il generatore di segnali a microonde e RF analogico R&S®SMA100B con il suo modulatore di impulsi di alta qualità permette di creare impulsi modulati di breve durata. Grazie a un potente circuito di controllo ad anello chiuso, utilizzabile anche per impulsi di breve durata, ora vengono garantiti livelli eccellenti di accuratezza e ripetibilità per larghezze degli impulsi a partire da 100 ns.

Attività da eseguire

Impulsi di breve durata non modulati sono utilizzati nei sistemi di imaging a corto raggio e anche in scenari con elevata frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF) per ottenere una stima Doppler non ambigua. I duty cycle dei segnali a impulsi possono variare e possono facilmente essere nella gamma di qualche percentuale. Poiché le apparecchiature radar sono ottimizzate per il funzionamento a impulsi, non possono tollerare una potenza media RF eccessiva e sono, per natura, molto sensibili ai cambiamenti di livello della potenza. Per misurare le vere prestazioni di moduli o componenti radar singoli, la qualità dei segnali impulsivi di test è un fattore cruciale. A causa del basso duty cycle, gli impulsi sono presenti solo ogni tanto, ma devono tuttavia avere un elevato livello di accuratezza e ripetibilità. L’ampiezza degli impulsi non deve variare nel tempo a causa di variazioni della temperatura durante i test.

Generazione di impulsi di breve durata
Risposta transitoria del segnale di uscita RF di R&S®SMA100B con impulsi forniti esternamente (11,2 GHz, larghezza degli impulsi 100 ns, duty cycle 1%)
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Soluzione di misura e collaudo

Il generatore di segnali analogici a microonde R&S®SMA100B con il suo modulatore di impulsi ad alte prestazioni è la soluzione perfetta per questa applicazione. Il generatore R&S®SMA100B crea gli impulsi tramite un moderno circuito digitale ad anello chiuso per il controllo di livello automatico (ALC). Il circuito ALC utilizzato nel generatore R&S®SMA100B può controllare il livello degli impulsi di breve durata (larghezza degli impulsi ≥ 100 ns) anche quando hanno un duty cycle molto basso. Ciò assicura accuratezza di livello eccezionale ed eccellente ripetibilità del livello del segnale d'uscita. La larghezza degli impulsi ottenuta tramite il circuito di controllo del livello ad anello chiuso è 10 volte migliore di quella dei prodotti della concorrenza e 5 volte migliore di quella del generatore R&S®SMF100A.

Temporizzazione dello scenario di esempio
Temporizzazione dello scenario di esempio
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Il modulatore di impulsi del generatore di segnali R&S®SMA100B ottiene le sue eccellenti prestazioni senza un meccanismo di campionamento e tenuta (sample and hold), assicurando condizioni operative sicure per i dispositivi in prova sensibili. La figura alla pagina precedente mostra un esempio della risposta transitoria del generatore R&S®SMA100B per impulsi di breve durata forniti esternamente con una larghezza degli impulsi di 100 ns e 1% di duty cycle.

Gli impulsi si ottengono immediatamente all’uscita RF con accuratezza e ripetibilità di alto livello. Il tempo di assestamento del livello di potenza massimo è < 120 μs. La deviazione del livello di potenza massimo del primo impulso dal livello CW è < 1 dB.

Ripetibilità misurata del livello degli impulsi di breve durata
Ripetibilità misurata del livello degli impulsi di breve durata, 11,2 GHz, larghezza degli impulsi di 100 ns, 1% di duty cycle, modalità ALC “Table & on”
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La deviazione residua del livello di potenza massimo finale rispetto al segnale CW è < 0,3 dB. I generatori di segnali all’avanguardia mostrano una risposta transitoria nella gamma dei millisecondi. Per evitare lunghe risposte transitorie per impulsi di breve durata, il generatore R&S®SMA100B precarica l’integratore dell’ALC con dati di correzione dal suo processo di allineamento interno per il primo impulso, un principio di funzionamento normalmente utilizzato solo nei generatori di segnali vettoriali. Il controllo di livello ad anello chiuso elimina efficacemente gli effetti della temperatura anche per impulsi di breve durata con basso duty cycle.

Ripetibilità del livello per impulsi di breve durata con basse larghezze degli impulsi, fino a 100 ns

In modalità ALC “Auto”, il generatore R&S®SMA100B sceglie automaticamente la migliore modalità ALC. Il circuito ALC funziona con impulsi di breve sfruttando l’opzione interna per la generazione degli impulsi R&S®SMAB-K23 o con impulsi provenienti da una sorgente esterna. Per impulsi di breve durata, la modalità migliore è “Table & on”. In questa modalità, il motore del circuito ALC viene precaricato con i dati di regolazione interna e, dopo il primo impulso, l'anello di controllo viene chiuso. Ciò garantisce un tempo di assestamento minimo e livelli di accuratezza e ripetibilità massimi. L’istogramma in basso a sinistra mostra la distribuzione del livello di potenza massimo misurata su 10 minuti.

Il circuito di controllo lavora continuamente e corregge tutte le derive di livello con eccellente ripetibilità da impulso a impulso. In questo esempio, quasi tutti i livelli di potenza massima rientrano in un intervallo di 0,015 dB. La larghezza degli impulsi è di 100 ns con un duty cycle di 1%.

L’accuratezza del livello e la ripetibilità dei livelli per impulsi di breve durata con larghezze degli impulsi minori di 100 ns

Per larghezze degli impulsi inferiori a 100 ns, il generatore R&S®SMA100B offre la modalità ALC “Tabella”. Questa modalità non utilizza un circuito di retroazione chiuso. Utilizza un controllo di livello a circuito aperto. I valori di correzione sono presi da tabelle di regolazione interne. Funziona con impulsi generati internamente e con impulsi provenienti da una sorgente esterna.

Prestazioni del modulatore di impulsi del generatore R&S®SMA100B equipaggiato con l’opzione R&S®SMAB-K22
Parametro Valore
Larghezza minima degli impulsi < 20 ns
Larghezza minima degli impulsi con controllo del livello ad anello chiuso
100 ns
Tempo di salita e discesa
5 ns (tip.)
Rapporto misurato on/off 100 dB

Principali vantaggi

❙ Controllo del livello ad anello chiuso per impulsi di breve durata partendo da una larghezza degli impulsi di 100 ns

❙ Uscita immediata degli impulsi alla porta RF con risposta transitoria molto veloce

❙ Controllo del livello ad anello aperto per impulsi di breve durata con larghezze degli impulsi < 100 ns

❙ Eccellente accuratezza di livello assoluto dei segnali a impulsi

❙ Eccellente ripetibilità di livello dei segnali a impulsi

❙ Non è necessario alcun meccanismo di campionamento e tenuta