Las mediciones del lóbulo lateral temporal optimizan el rendimiento del sistema de radar

El analizador de señal y espectro R&S®FSW mide y analiza los lóbulos laterales temporales para optimizar las señales de radar comprimidas así como los componentes de hardware y sistemas del radar. Los desarrolladores de sistemas de radar pueden mejorar y validar inmediatamente su diseño con el uso de mediciones automatizadas y reproducibles.

Mediciones eficientes de compresión de pulso con el analizador de señal y espectro FSW
Mediciones eficientes de compresión de pulso con el analizador de señal y espectro R&S®FSW
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Su misión

La compresión de pulsaciones a menudo se utiliza en aplicaciones de radar para combinar las ventajas de una excelente resolución de distancia y energía alta con una salida de potencia de pico baja. Esto se logra mediante el diseño de trazas de radar con un producto de tiempo-ancho de banda es muy superior a uno, lo cual sucede normalmente con señales de fase modulada o frecuencia pulsada. En el canal de recepción del radar, un filtro adaptado correspondiente comprime automáticamente la señal de eco del radar en tiempo y reduce el valor de pico a la tasa de compresión de pulso aproximada. La salida del filtro de compresión del pulso es un pulso estrecho con un valor de pico elevado en el dominio temporal.

Sistema de radar que utiliza un filtro digital de compresión de pulso
Sistema de radar que utiliza un filtro digital de compresión de pulso
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Desafortunadamente, esta técnica aumenta el rango ciego del radar debido al mayor tiempo de transmisión de pulso y afecta a la medición de Doppler por la reducción en la relación señal/ruido en casos en los que el filtro de compresión no concuerda (función de ambigüedad). Además, puede producirse un acoplamiento de rango-Doppler, donde el desplazamiento de Doppler de la señal eco afecte a la exactitud de la medición de rango. La función de autocorrelación del pulso expandido no solo consiste en el pico principal, sino que también contiene los lóbulos laterales temporales de la salida de filtro adaptado que pueden enmascarar señales de eco menores o provocar falsas alarmas. El rendimiento de la compresión de pulso está influida por la forma de onda del radar, así como el diseño y componentes del sistema. Por tanto, un entorno de pruebas controlable, repetible y que ahorre tiempo es clave para lograr un rendimiento de radar del máximo nivel. Esto se produce especialmente en radares multifunción cuyo objetivo es una probabilidad superior de detección, una alta precisión y resolución tanto en el dominio de rango como de Doppler.

Solución de prueba y medición

El analizador de señal y espectro R&S®FSW equipado con las opciones de medición de pulso R&S®FSW-K6 y de medición de lóbulo lateral temporal R&S®FSW-K6S analiza de forma efectiva los parámetros de pulso y la compresión de pulso adicional. Esta solución permite que los ingenieros de diseño de radares comprueben y optimicen las señales de radar, el procesamiento de señales y los componentes utilizados con mediciones automatizadas y reproducibles. Además, también pueden verificarse las interferencias de señal como una distorsión de señal de eco intencionada de forma directa. Para la configuración de prueba, el transmisor de radar se conecta a la entrada de radiofrecuencia del R&S®FSW. Se carga una forma de onda ideal en formato I/Q digital (iq-tar) en el analizador, la cual funciona como un filtro de compresión de pulso. La forma de onda ideal puede generarse de forma sintética o puede grabarse previamente con el R&S®FSW.

Se realiza una correlación cruzada de la forma de onda de pulso de radar medida con la forma de onda I/Q ideal. En el caso de un pulso medido ideal, las dos formas de onda será idénticas y mostrarán la misma forma de onda de lóbulo principal estrecha. En la práctica, sin embargo, las formas de onda serán distintas, por ejemplo, debido a imprecisiones del modulador I/Q, ruido de fase y ROE entre fases. Cuanto más diferentes sean las formas de onda, menos efectiva será la tasa de compresión y los lóbulos laterales temporales aumentarán, lo cual provocará que se degrade el rendimiento del sistema de radar.

Las diferencias entre la forma de onda ideal y la medición resultan en lóbulos laterales adicionales al lóbulo principal. La función de correlación cruzada se puede visualizar claramente en el gráfico de magnitud correlacionada que se muestra en el R&S®FSW y que permite una evaluación eficiente.

Los parámetros de pulso principales se miden y muestran automáticamente, incluida la anchura de lóbulo principal, la supresión de lóbulo lateral, la duración del lóbulo lateral, la potencia integrada del lóbulo principal y lateral, la correlación de pico y la frecuencia del lóbulo principal y la fase.

El R&S®FSW con las opciones de medición de lóbulo lateral temporal y pulso permite que los diseñadores e ingenieros de sistemas de radar optimicen, verifiquen y prueben de forma eficiente sus trazas de radar de compresión de pulso, los componentes y todo el sistema para lograr un rendimiento de radar superior

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El R&S®FSW muestra las trazas de error de fase, magnitud y frecuencia, así como los parámetros de compresión para una traza modulada de frecuencia lineal.

Características principales

  • Rango de frecuencias de 2 Hz a 85 GHz; hasta 500 GHz con mezcladores externos
  • Amplio ancho de banda de análisis de hasta 2 GHz
  • Ruido de fase bajo de –137 dBc (1 Hz) con un desplazamiento de 10 kHz (portadora de 1 GHz)

Ventajas clave

  • Se puede utilizar para analizar sus propias trazas
  • Fácil de configurar y resultados de medición rápidos
  • Detección automatizada, medición y análisis de pulsos y compresión de pulso