Para simular escenarios de radar con agilidad de frecuencia y de nivel con alta densidad de impulsos y de larga duración, los ingenieros cuentan con la función de secuenciación en tiempo real del generador R&S®SMW200A.
Antes desplegar los receptores de advertencia de radar en el marco de una misión es necesario someterlos a una serie de pruebas exhaustivas de funcionamiento. Los receptores de advertencia de radar deben procesar supuestos de alta densidad de impulsos originados por muchos radares diferentes y altamente complejos. Las señales de radar necesarias tienen diferentes frecuencias de repetición de impulsos (PRF), que suelen abarcar desde unos pocos kHz hasta cientos de kHz. Una PRF de solo 150 kHzcon una longitud de escenario de 1 sgenera 150 000 impulsos.
Cantidad resultante de impulsos en relación a la duración de la simulación
Los supuestos con PRF baja también pueden producir varios impulsos, ya que la longitud requerida viene definida a menudo por la duración de detección de la antena, que puede ser bastante lenta. El mayor desafío consiste en reproducir estos supuestos realistas con longitudes prolongadas en el laboratorio con un simulador adecuado.
Para producir un supuesto realista, el simulador debe procesar también impulsos con modulación y sin modulación, así como ofrecer un cambio ágil de frecuencia. Los radares utilizan esta tecnología para impedir interceptaciones o interferencias intencionadas. Los supuestos también pueden presentar largos tiempos de silencio, ya que la simulación debe reproducir el estrecho haz de azimut de la antena del radar, que solo incide en el dispositivo bajo prueba de forma esporádica. Simular estos supuestos puede derivar fácilmente en tiempos de cálculo interminables y archivos de señales gigantescos del orden de los Gbytes. Por ello, la implementación según el método tradicional con ARB resulta sumamente compleja y de difícil ejecución.
Ejemplo de una lista de secuenciación calculada por el software R&S®Pulse Sequencer con cuatro palabras de control que definen una señal en tiempo real (RT) o hacen referencia a un segmento de forma de onda (WV)
Las opciones de secuenciación ampliada R&S®SMW-K501 y secuenciación ampliada de banda ancha R&S®SMW-K502 de Rohde & Schwarzbrindan una solución personalizada para los desafíos descritos anteriormente. Basado en el potente hardware de banda base digital del generador de señales vectoriales R&S®SMW200A y el software R&S®Pulse Sequencer, la solución permite a los ingenieros modelar de manera rápida escenarios de impulsos complejos.
El software®R&S®Pulse Sequencer modela la señal partiendo de una lista de secuenciación con palabras de control. El conjunto de todas las palabras de control de la lista define la señal final. Las palabras de control contienen todos los parámetros de impulso que definen la señal pulsada. El formato de palabras de control que utiliza el software R&S®Pulse Sequencer contiene la duración de impulso, el formato de modulación (MOP), un nivel de potencia relativo (p.ej. para modelar escaneos de antenas), un offset de frecuencia o fase (p.ej. para modelar el salto de frecuencia).
A cada palabra de control se le asigna un sello de tiempo relativo con la información de la hora de llegada (ToA) para definir el tiempo de reproducción de cada impulso (p. ej. para modelar intervalos de repetición de impulsos escalonados o tiempos prolongados de inactividad). En lugar de contener la descripción del impulso, el formato puede hacer referencia a segmentos de forma de onda calculados previamente en el ARB. El offset de frecuencia, de fase y el nivel de potencia relativo se aplican siempre en tiempo real para cada palabra de control.
Secuenciación en tiempo real y generación de señal en tiempo real con una lista de secuenciación
Gracias a su función de generación de señales en tiempo real el R&S®SMW200A, el hardware de banda base digital interpreta la lista de palabras de control cargada y genera las señales en el momento definido por los tiempos de llegada (ToA) en relación con un evento de disparo. Los impulsos rectangulares sin modulación e impulsos con modulación de frecuencia lineal o códigos Barker se generan en tiempo real con cualquier nivel, frecuencia u offset de fase, así como cambios en la duración de impulso. Los tiempos largos de inactividad entre dos impulsos se modelan usando diferentes valores de ToA. No es necesario calcular previamente muestras I/Q para rellenar el vacío entre los impulsos. Este concepto de secuenciación y generación de señales en tiempo real reduce considerablemente la necesidad de memoria y el tiempo de cálculo en comparación con el método tradicional con ARB.
En el siguiente ejemplo se compara el tamaño del archivo, resultado de un supuesto utilizando una lista de secuenciación con palabras de control, con el método clásico con ARB. En el ejemplo se crean diferentes niveles máximos de potencia para cada impulso.
Esta variación de nivel se ha implementado con el mecanismo de modulación de interpulsos del software R&S®Pulse Sequencer.
| Parámetros del escenario | ||
|---|---|---|
| Parámetro del escenario | Valor | Unidad |
| Duración de impulso | 20 | μs |
| Ancho de banda chirp | 20 | MHz |
| Intervalo de repetición de impulsos | 1 | ms |
| Duración del supuesto | 1 | s |
Como puede apreciarse en la siguiente tabla, el tamaño de archivo del supuesto resultante utilizando el método de secuenciación es mucho menor que el obtenido con ARB. El tiempo de cálculo se reduce también enormemente.
| Tamaño de archivo resultante | |
|---|---|
| Concepto | Tamaño de archivo |
| Método ARB | 305 Mbytes |
| Método de secuenciación utilizando una lista de secuenciación con palabras de control | 22 kbytes |
Secuenciación en tiempo real de segmentos de forma de onda calculados previamente
La lista de secuenciación también puede incluir segmentos de forma de onda calculados previamente y reproducirlos en tiempo real. Esto es necesario cuando se utilizan envolventes no rectangulares o para cualquier formato de modulación que no sea códigos Barker o modulación de frecuencia lineal. Se calcula un solo segmento de forma de onda, incluyendo el formato de modulación, junto con la lista de secuenciación. Este segmento de forma de onda se manipula y reproduce tal y como se define en los valores de offset y ToA de la lista de secuenciación.
Todos los segmentos están calculados previamente para supuestos que utilizan impulsos no rectangulares con efectos aleatorios en los parámetros de impulso, como p. ej. jitter en el tiempo de subida entre impulsos. Puesto que los tiempos de inactividad entre dos segmentos, las variaciones de nivel, los offsets de frecuencia, etc. se definen en la lista de secuenciación, se ahorra mucho espacio de memoria. Los segmentos de forma de onda importados por el cliente también se pueden utilizar en combinación con este método de secuenciación.
También es posible, mezclar las palabras de control que definen una señal en tiempo real y las palabras de control que hacen referencia a un segmento de formas de onda predefinido en el ARB. El software R&S®Pulse Sequencer se encarga automáticamente de esto.
Gracias a esta solución nunca ha sido más sencillo probar equipos de radar como receptores de advertencia o repetidores con salto de frecuencia en supuestos realistas capaces de producir cientos de miles de impulsos. Esta solución destaca por un tamaño de archivo mínimo y un tiempo mínimo de cálculo. El usuario puede utilizar todo el ancho de banda de modulación del generador de señales R&S®SMW200A de hasta 2 GHzy beneficiarse de su excelente rendimiento de RF.
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