RF 펄스 분석은 ATC(항공교통관제), 선박 레이더, 이온층의 과학적 측정과 같은 펄스 레이더 분야의 핵심입니다. 애플리케이션 특성을 분석하기 위해서는 중요 정보가 들어 있는 인벨로프 및 펄스 변조를 분석하는 것이 중요합니다. R&S®RTO 및 R&S®RTP 오실로스코프는 시간 도메인 밒 주파수 도메인 분석을 위한 전제 조건으로 펄스에서 정밀 트리거링할 수 있습니다. 이 문서는 ATC 신호에 대한 RF 펄스 측정과 같은 자세한 추가 측정을 준비하기 위해 R&S®RTO 및 R&S®RTP를 사용하여 펄스에서 정확히 트리거하는 방법을 설명합니다.
주파수, 변조, 상승/하강 시간, PRI(Pulse Repitition Interval), 지속시간, 진폭과 관련한 레이더 RF 펄스를 측정하여 요구사항을 충족하는지 여부를 판단해야 합니다1). 따라서 측정을 위한 펄스를 올바르게 배치하고 Pause가 아닌 펄스만 효율적으로 저장하기 위해 재현가능한 방식으로 펄스에서 트리거해야 합니다. 펄스에는 트리거를 배치할 수 있는 복수의 엣지가 일반적으로 포함되어 있으므로 기존 엣지 트리거는 안정적 디스플레이를 만들지 않습니다. 다른 펄스 폭(5.0/10.0/3.0/7.5/3.0 μs)과 변조의 복수의 펄스가 포함된 복잡한 시나리오에서는 엣지 트리거를 사용할 수 없습니다.
1) Richard, Mark (2013): Fundamentals of Radar Signal Processing. 2. Edition: McGraw-Hill Companies
복수 펄스가 포함된 시퀀스
R&S®RTO 및 R&S®RTP 오실로스코프는 최대 6 GHz/8 GHz 주파수의 RF 펄스를 분석할 수 있습니다. 펄스 분석에서 가장 중요한 기능은 정밀 디지털 트리거입니다. 디지털 트리거는 아날로그 트리거와 비교해 훨씬 더 나은 트리거 감도를 가지고 있으며, 고급 유형의 트리거에 대한 대역폭 제한이 없습니다. RF 펄스를 분석하기 위해 펄스는 펄스와 상대적으로 동일한 위치에 나타나야 합니다. 예를 들어 펄스 트레인은 파워 레벨 5.0 dBm (= 400 mV), 캐리어 주파수 fC 2.8 GHz인 7.5 μs 펄스(빨간색 원)의 트리거를 셋업하는 데 사용됩니다.
이 Acquisition의 경우 A-B-R 트리거가 사용되었습니다. 펄스가 조건 A에서 트리거를 시작하는 동안 지정된 펄스 지속시간 이후 펄스 끝까지 B 트리거가 해제됩니다. 그런 다음 R 트리거를 사용하여 펄스 지속시간이 너무 길거나 펄스 파워가 너무 높은 펄스에 대한 조건을 재설정합니다.
펄스 시작에 대한 A 트리거 설정
A 트리거
A 트리거가 마이너스 극의 "Width" 트리거 유형을 사용합니다. 이 트리거는 두 연속 펄스 사이의 Pause에 집중합니다. 폭은 캐리어의 몇 period(360 ps)보다 커야 합니다(이 예의 period는 5 ns). 레벨은 허용되는 최소 파워 레벨인 –3.9 dBm (= 142.25 mV)으로 설정됩니다. Width 트리거가 레이더 펄스에 대해 트리거하므로 견고한 트리거 옵션을 활성화해야 합니다(아래 스크린샷 참조). 이 설정은 모든 펄스의 시작에서 안정적 트리거링을 위한 A 트리거에 대해 충분합니다.
펄스 끝에 대한 B 트리거 설정
B 트리거
B 트리거(다음 스크린샷 참조)는 A 트리거와 동일한 파워 레벨의 "Timeout" 트리거 유형을 사용합니다. 결합된 트리거 레벨이 사용됩니다. A 트리거와 마찬가지로 Timeout 시간은 캐리어의 몇 period(360 ps)보다 커야 합니다(이 예의 경우 1 ns).
트리거 조건을 리셋하기 위한 R 트리거 설정
R 트리거
7.5 μs보다 길거나 10 dBm을 초과하는 펄스는 삭제해야 합니다. R 트리거를 적용하면 됩니다(아래 스크린샷 참조). 그러면 A 트리거 조건이 초기화됩니다. 초기화 Timeout을 활성화하고 Timeout을 최대 허용 펄스 길이(7.5 μs)로 설정하면 긴 펄스가 삭제됩니다. 높은 펄스 출력의 펄스는 Window Trigger로 인해 무시됩니다. 따라서 유형이 "Exit" 수직 조건의 “Window”로 설정됩니다. 레벨은 7.0 dBm (= 501.46 mV)과 대칭적으로 설정됩니다.
그 결과, 다른 펄스의 시퀀스에서 펄스 지속시간 7.0 μs ~ 7.5 μs, 파워 레벨 –3.9 dBm ~ 7.0 dBm인 펄스가 획득됩니다. 이러한 펄스는 항상 프레임 끝의 동일한 트리거 위치에서 오프라인의 낮은 비율로 저장됩니다(아래 스크린샷의 상단 다이어그램 1의 빨간색 삼각형 표시).
이 예제에서 메모리 크기가 1 Gsample인 R&S®RTO는 약 36,000개 연속 펄스를 저장할 수 있습니다. 히스토리 모드에서는 각 펄스의 자세한 분석 및 펄스 대 펄스 분석을 위해 모든 Acquisition에 액세스할 수 있습니다.
매개변수 해석
이 표에는 펄스 매개변수가 오실로스코프 트리거 매개변수로 어떻게 해석되는가가 간략히 나와 있습니다.
| 매개변수 해석 | |
|---|---|
| 펄스 매개변수 | 오실로스코프 매개변수 |
| Pulse top (min.) | (A) trigger level |
| Pulse top (max.) | (R) exit upper/lower level |
| Pulse width (min.) | (B) delay A ▷ B |
| Pulse width (max.) | (R) timeout |
R&S®RTO 및 R&S®RTP 오실로스코프는 RF 펄스를 사용한 모델의 최대 대역폭까지 분석합니다. R&S®RTO 및 R&S®RTP는 자세한 분석을 수행하기 위해 스펙트럼 분석에서의 IF 파워 트리거와 같이 펄스 폭, 파워 레벨 등의 펄스 특성을 정밀 트리거합니다. 디지털 트리거는 최대 대역폭으로 작동하며 주요 기능입니다. Acquisition 내에서 펄스가 잘 배치되어 있으므로 펄스가 획득되면 R&S®RTO 및 R&S®RTP에서 인벨로프2)와 변조의 정확한 특성 분석이 가능합니다. 연속 펄스에서의 펄스 대 펄스 분석도 가능합니다.
2) Analyzing RF radar pulses with an oscilloscope (Application card, PD 5215.4781.92, Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG).
A-B-R 트리거를 사용하여 7.5 μs 펄스 캡처
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