항공 무전 시스템의 극한 테스트

연구소에서 현실의 무전 링크 환경을 시뮬레이션하여 빠른 주파수 호핑 무전기의 광범위한 필드 테스트 대체

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귀하의 목표

SDR 무전기를 기반으로 하는 최신 군사 통신 시스템은 R&S®SECOS의 주파수 호핑 웨이브폼과 같이 동기화 시퀀스가 매우 짧을 수 있고 시간에 민감하며, 복잡한 웨이브폼을 활용합니다. 또한 방해 전파를 방지하기 위해 EPM(Electronic Protective Measure)으로 광대역 주파수 호핑 기법을 채택합니다. 이러한 주파수 호핑 시퀀스는 초당 수백 내지 수천 홉의 주파수 호핑 속도로 100MHz를 훨씬 초과하는 주파수 대역폭을 지원합니다. 참여하는 모든 무전 시스템은 보안 통신을 실행하기 전 마스터 클록에 동기화합니다. 그 후 각 무전기는 내부 시스템 클록에만 의지하여 동일한 마스터-정의 주파수 호핑 기법을 독립적으로 따릅니다.

두 무전기를 연결하는 동기화 기간은 매우 짧습니다. 내부 시스템 클록에서 시간 기록 정확도의 차이와 시간 지연이 매우 중요해질 수 있습니다.

시스템 클록이 마스터 클록과 빈번하게 재동기화되어 클록 차이로 인한 영향이 감소합니다. 하지만 무전기는 항상 시간 지연뿐만 아니라 임의의 호핑 기법으로 인한 신호 특성에 대응할 수 있어야 합니다.

특히 항공 무전기는 극한의 조건에 노출됩니다. 장거리는 송신 신호에 많은 시간 지연을 일으킵니다. 전파는 빛의 속도로 전파되어 통신 무전기 사이에서 300km당 약 1ms의 시간 지연이 발생합니다. 항공 LOS(Line of Sight) 통신에서 몇백 킬로미터는 일반적입니다. 더 심한 경우 통신 링크를 구축하지 못할 수도 있습니다.

이와 같이 열악한 조건에서는 무전기 제조업체가 주파수 호핑 무전 시스템의 성능을 검증하여 설계를 최적화하고 테스트 하우스는 무전기의 사양 적합성을 검증해야 합니다. 일반적으로 테스트 하우스는 "현실적" 테스트를 수행하기 위해 헬리콥터, 이착륙장, 안테나, 작업자를 임대해야 하기 때문에 많은 비용과 시간이 소모됩니다. 이와 같은 기존 방식의 테스트 결과는 안테나 배치 및 기타 파라미터와 같이 알려진 오류 소스와 알려지지 않은 오류 소스로 인한 영향으로 틀릴 수 있습니다.

T&M 솔루션

빠른 주파수 호핑 무전 시스템을 위한 로데슈바르즈 테스트 솔루션에는 다목적성 및 사용 편의성과 시간 절감, 비용 효율성이 결합되어 있습니다. R&S®SMU200A Vector Signal Generator를 R&S®FSV 또는 R&S®FSW Signal and Spectrum Analyzer와 결합하면 실제 테스트 시나리오를 구현할 수 있습니다. R&S®SMU200A의 페이딩 옵션은 연구소에서 현실적 환경을 시뮬레이션하기 위해 최대 극초음속 속도의 속도 시뮬레이션과 정적 지연 시간을 포함한 다양한 페이딩 시나리오를 지원합니다.

트랜시버의 장비 사양 적합성을 테스트하기 위한 일반적 셋업은 아래와 같습니다. 첫 번째, 테스트 트랜시버(RX)와 레퍼런스 트랜시버(TX)를, 예를 들어 MIL-STD-1553B 데이터 버스를 통해 연결하는 제어 소프트웨어 툴을 사용하여 동기화합니다. 테스트를 위해 레퍼런스 트랜시버(TX)가 R&S®FSV/R&S®FSW Signal and Spectrum Analyzer에 RF 신호를 전송하면 여기에서 기저대역으로 다운컨버전됩니다.

여기서 발생한 디지털 I/Q 스트림은 R&S®SMU200A Vector Signal Generator에 실시간으로 전달됩니다. 발생기의 내부 페이딩 옵션은 의도한 지연, 페이딩 및 도플러 속도 시나리오를 신호에 적용하여 실제 환경을 시뮬레이션합니다. 테스트 신호는 업컨버전된 후 테스트 트랜시버(RX)에 전달되며, 여기에서 신호 콘텐츠를 복조합니다. 참조 신호와 복조된 신호는 비교를 위해 R&S®RTM/RTO 등의 오실로스코프로 공급됩니다.

다양한 "환경" 시나리오를 적용하는 R&S®SMU200A의 페이딩 옵션을 사용하여 테스트 트랜시버(RX)의 성능 한계를 빠르게 감지합니다. R&S®FSV 및 R&S®FSW는 최대 160MHz의 신호 분석 대역폭까지 실시간 스트리밍을 지원합니다. 이 대역폭을 초과하는 주파수 호핑 파형은 일반적으로 무전기 제조업체가 제공하는 감소된 대역폭 호핑 기법을 활용하여 테스트합니다.

R&S®FSV/R&S®FSW 및 R&S®SMU200A로 구성된 이러한 테스트 셋업에서는 알려지지 않은 오류 소스가 제거됩니다. 이 경우 제조업체가 무전기 설계를 최적화할 수 있고 테스트 하우스, 군용 무전기 사용자 및 시스템 통합업체는 실제 환경 조건을 기준으로 국제 규격 및 공급업체의 무전기 사양에 따른 적합성을 검증할 수 있습니다. 이제 연구소에서도 실제 환경에서 다양한 작업을 수행하는 주파수 호핑 무전기를 손쉽게 준비할 수 있습니다.