고밀도 펄스 시나리오를 위한 혁신적 레이더 신호 발생

목표

임무에 레이더 경고 수신기를 구축하려면 사전에 집중적인 작동 테스트를 실시해야 했습니다. 레이더 경고 수신기는 매우 복잡하고 레이더들로부터 발생하는 고밀도 펄스 시나리오에 대응해야 합니다. 필요한 레이더 신호는 일반적으로 몇 kHz에서 수백 kHz에 이르는 다양한 PRF(Pulse Repetition Frequency)가 있습니다. 불과 150 kHz의 PRF는 1초의 시나리오 길이로 150 000 펄스를 발생합니다.

필요한 시나리오 길이는 일반적으로 안테나 스캔 간격에 따라 정의되기 때문에 PRF가 낮은 시나리오에서는 많은 펄스가 발생하여 매우 느려질 수 있습니다. 주요 과제는 연구소에서 적절한 시뮬레이터를 사용하여 긴 시나리오 길이로 이와 같이 현실적인 시나리오를 재현하는 것입니다.

현실적 시나리오를 재현하기 위해서는 시뮬레이터도 변조된 펄스와 변조되지 않은 펄스 및 주파수의 민첩한 전환을 지원해야 합니다. 레이더는 이 기법을 사용하여 간섭 또는 방해 전파를 차단합니다. 시뮬레이션은 레이더 안테나의 좁은 Azimuth 빔이 DUT에 이따금 부딪히는 사실을 모델링해야 하기 때문에 시나리오에 긴 사일런트 시간을 포함할 수도 있습니다. 이러한 시나리오를 시뮬레이션할 경우 계산 시간이 매우 길어지고 신호 파일이 몇 Gbyte로 커질 수 있습니다. 따라서 기존 ARB 방식을 이용한 구현은 매우 까다롭거나 구현이 매우 어렵습니다.

R&S®Pulse Sequencer 소프트웨어에서 RT(Real-Time) 신호를 정의하거나 WV(Waveform) 세그먼트에 대한 레퍼런스를 만드는 제어 단어 4개를 사용하여 계산한 시퀀싱 리스트 예

T&M 솔루션

로데슈바르즈의 R&S^®SMW-K501 Extended Sequencing 및 R&S^®SMW-K502 Wideband Extended Sequencing 옵션은 위 과제에 대응하는 맞춤형 솔루션을 제공합니다. 엔지니어는 R&S^®SMW200A Vector Signal Generator의 강력한 디지털 Baseband 하드웨어와 R&S^®Pulse Sequencer 소프트웨어를 기반으로 하는 이 솔루션을 사용해 복잡한 펄스 시나리오를 빠르게 모델링할 수 있습니다.

R&S^®Pulse Sequencer 소프트웨어는 Control Word가 포함된 시퀀싱 목록을 기준으로 신호를 모델링합니다. 이와 함께 리스트의 모든 Control Word는 최종 신호를 정의합니다. Control Word에는 펄스 신호를 정의하는 모든 펄스 파라미터가 포함됩니다. R&S^®Pulse Sequencer 소프트웨어에서 사용하는 Control Word의 형식에는 펄스 폭, 변조 형식(MOP), 상대적 전력 레벨(예: 안테나 스캔 모델링을 위한), 주파수 또는 위상 오프셋(예: 주파수 호핑 모델링을 위한)이 포함됩니다.

ToA(Time of Arrival) 정보가 포함된 상대적 타임스탬프가 각 제어 단어에 할당되어 모든 펄스의 재생 시간을 정의합니다(예: PRI 스태거 또는 긴 Off 시간 모델링). 이 형식은 펄스 설명을 포함하지 않고 ARB에서 사전 계산된 파형 세그먼트를 참조할 수 있습니다. 주파수 오프셋, 위상 오프셋, 상대적 전력 레벨은 언제나 각 제어 단어에 실시간으로 적용됩니다.

시퀀싱 리스트를 사용하는 실시간 시퀀싱 및 실시간 신호 발생

실시간 신호 발생 기능을 탑재한 R&S^®SMW200A 디지털 Baseband 하드웨어는 업로드된 Control Word 목록을 해석하고 트리거 이벤트와 상대적으로 ToA에서 정의한 시점에 신호를 발생합니다. 변조되지 않은 장방형 펄스와 선형 주파수 변조 또는 Barker 코드가 포함된 펄스는 모든 레벨, 주파수, 위상 오프셋에 따라 실시간으로 발생하거나 펄스 폭의 변화에 따라 발생합니다. 두 펄스 간 긴 Off 시간은 다른 ToA 값으로 모델링합니다. 펄스 간 공백(Void)을 채우기 위해 I/Q 샘플을 미리 계산할 필요는 없습니다. 이 실시간 시퀀싱 및 신호 발생 개념은 기존 ARB 방식에 비해 메모리 요구 사항과 계산 시간을 크게 줄여줍니다.

다음 예에서는 제어 목록이 포함된 시퀀싱 리스트를 사용한 시나리오의 결과 파일 크기를 기존 ARB 방식과 비교합니다. 시나리오 예에서는 각 펄스에 대해 각각의 펄스 톱 전력 레벨을 만듭니다.

이 레벨 차이는 R&S^®Pulse Sequencer 소프트웨어의 중ㅇ간펄스 변조 메커니즘을 이용하여 구현됩니다.

다음 표와 같이 시퀀싱 방식의 시나리오 파일 크기는 ARB 방식보다 훨씬 작습니다. 계산 시간도 크게 감소합니다.

사전 계산된 파형 세그먼트의 실시간 시퀀싱

시퀀싱 리스트는 사전 계산된 파형 세그먼트를 해결하고 실시간으로 재생합니다. 이 작업은 비정방형 펄스 인벨로프를 사용하는 경우 또는 Barker 코드 또는 선형 주파수 변조 이외의 변조 형식에 필요합니다. 변조 형식을 포함한 단일 파형 세그먼트가 시퀀싱 리스트와 함께 계산됩니다. 이 파형 세그먼트는 오프셋 값 및 시퀀싱 리스트의 ToA에 의해 정의된 대로 조작 및 재생됩니다.

모든 세그먼트는 펄스 파라미터에 대해 무작위 영향을 미치는 비정방형 펄스를 사용하는 시나리오에 대해 사전 계산됩니다(예: 펄스 간 펄스 상승 시간 지터). 두 세그먼트 간 Off 시간, 레벨 차이, 주파수 오프셋 등이 시퀀싱 목록에 의해 정의되기 때문에 여전히 많은 메모리가 저장됩니다. 이 시퀀싱 방식에서는 고객이 입력한 파형 세그먼트도 사용할 수 있습니다.

또한 실시간 신호를 정의하는 Control Word와 ARB에서 사전 정의된 파형 세그먼트를 참조하는 Control Word를 혼합할 수도 있습니다. R&S^®Pulse Sequencer 소프트웨어는 이 과정을 자동으로 처리합니다.

이 솔루션을 사용하면 레이더 경고 수신기, 호핑 트랜스폰더와 같은 레이더 장비를 수백 내지 수천 개의 펄스를 만드는 현실적 시나리오로 손쉽게 테스트할 수 있습니다. 이 솔루션은 최소 파일 크기와 최소 계산 시간으로 편리하게 사용 가능합니다. 사용자는 R&S^®SMW200A Signal Generator의 최대 변조 대역폭(최대 2 GHz)과 뛰어난 RF 성능을 활용할 수 있습니다.

주요 이점

• 최소 메모리 요구 사항 및 계산 시간으로 매우 긴 신호 재생 시간
• 파형 세그먼트의 실시간 시퀀싱
• 변조되지 않은 정방형 펄스, 선형 주파수 변조 및 Barker 코드의 실시간 시퀀싱 및 신호 발생
• 고밀도 펄스 시나리오 모델링
• 최대 2 GHz 변조 대역폭 지원