Medición de dos canales de interferencia relacionada «range gate pull-off»

Su tarea

La interferencia intencionada (jamming) se consigue al incrementar el ratio de potencia de un sistema de inhibición con respecto a un radar víctima. La interferencia intencionada engañosa (deceptive jamming) es una forma mejorada que usa el siguiente proceso para aumentar gradualmente hacia el infinito la relación interferencia/señal (J/S) de un radar víctima. Primero, captura las ventanas de distancia y velocidad del radar víctima al aumentar progresivamente la potencia del impulso de interferencia sobre el eco del blanco medido del radar víctima. Esto da como resultado que el radar ajuste su AGC al nivel de potencia de los impulsos de interferencia intencionada, también conocidos como impulsos cobertores (cover pulse).

Después de capturar el AGC, el sistema de inhibición comienza a cambiar la frecuencia y el retraso del impulso de interferencia intencionada para diferenciar su distancia y velocidad (Doppler) de los provenientes de la aeronave de interferencia. Mientras el radar víctima es «retirado» de las ventanas de distancia y velocidad de la aeronave de interferencia, el J/S es infinito ya que el radar víctima no está midiendo ningún eco del blanco de la aeronave de interferencia intencionada. Esto se puede ver en la ecuación J/S para una interferencia intencionada engañosa y de autoprotección contra un radar coherente, derivado de «Neri¹⁾»:

Donde P_j y G_j son la potencia y la ganancia del sistema de inhibición, P_t,r y G_r son la potencia y la ganancia transmitidas del radar víctima, σ es la sección equivalente de radar (RCS) de la aeronave de interferencia, y R es la distancia entre el sistema de inhibición y el radar víctima. Mientras que el radar víctima es llevado a una ventana de distancia (o ventana Doppler), diferente al de la aeronave de interferencia, la RCS se vuelve cero y el denominador de la ecuación cae a cero incrementando el J/S al infinito.

Verificar las técnicas de interferencia engañosa en RF requiere de un receptor de medición de dos canales tanto para potencia y tiempo. El primer canal mide el radar víctima simulándolo normalmente con un generador de señales durante las pruebas. El segundo canal mide la técnica de interferencia. Las mediciones correlacionadas a través de ambos canales demuestran cuándo se alcanza el J/S y cuándo se vuelve infinito.

La solución de Rohde & Schwarz

Un osciloscopio es el receptor ideal para realizar mediciones de comparación en dos canales y es el estándar más alto para realizar mediciones en el tiempo. La configuración de medición consiste en el generador de señales vectoriales el R&S®SMW200A, para simular el radar víctima e inducir la respuesta de la interferencia intencionada en el sistema de inhibición, y el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP para medir y comparar el radar víctima y la respuesta de interferencia intencionada. Las mediciones pueden realizarse usando la aplicación del osciloscopio y el software de exploración de señales vectoriales R&S®VSE ejecutando la opción de medición de conjunto fásico de antenas R&S®VSE-K6A.

Para medir el método «range gate pull-off» (RGPO) usando la aplicación base del osciloscopio, dispare ambos canales en el primer impulso del radar víctima (la configuración del disparo se explica más abajo). Aumente la base de tiempo del osciloscopio para incluir toda la extensión del «pull-off». En otras palabras, si el «pull-off» total en contra del radar víctima es de 50 μs, haga que los 50 μs sean la base de tiempo. Use la función de segmentación rápida con suficientes segmentos para capturar la técnica y luego revisarla con el historial. Una medición de correlación multicanal adicional puede identificar precisamente el desajuste de tiempo entre cada impulso en cada momento.

Los impulsos de RF también pueden ser medidos usando el software de exploración de señales vectoriales R&S®VSE con la opción de medición de conjuntos fásicos de antenas R&S®VSE-K6A. El software y la opción tienen mediciones de impulso incorporadas que incluyen ancho de impulso, amplitud de impulso, intervalo de repetición de impulso y frecuencia de impulso y por ello, la configuración en la aplicación base del osciloscopio puede volverse muy difícil. Cuando se miden dos canales en RF al mismo tiempo, como es el caso de la medición RGPO, la opción R&S®VSE-K6A permite a los ingenieros de guerra electrónica (EW) automatizar las mediciones de técnicas de interferencia y conocer de manera precisa su sincronización y amplitud relativas.

Mida el RGPO al activar un canal de medición de impulso en el R&S®VSE y conectándolo al osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP. Primero, configure la función de disparo en el impulso del radar víctima. Debajo del menú de disparo, coloque el disparo del R&S®VSE en «Manual».

Debajo de «Info & Settings» en la ventana de instrumentos del R&S®VSE, asegúrese que «Display Update» se encuentre activado.

Presione «Local» en el panel frontal del osciloscopio o en el navegador de conexión VPN.

En el osciloscopio, defina un disparo de borde en el canal del osciloscopio que mide el radar víctima. Se usa el canal 1 en este ejemplo. Asegúrese de que el nivel de disparo esté lo suficientemente lejos y por encima del ruido de fondo del osciloscopio para prevenir que el ruido dispare una medición.

Agregue una espera (holdoff) para que el disparo de borde sea ligeramente más largo que el impulso del radar víctima. En este caso, la duración del impulso del radar víctima es de 10 μs. Finalmente, coloque el modo de disparo en «Normal» para que el instrumento grabe una forma de onda o un conjunto de segmentos de forma de onda cuando todas las condiciones de disparo se cumplan.

Regrese al software R&S®VSE y configure el filtro de adquisición de datos y la frecuencia de muestreo. Cuando se mida la potencia y la modulación del impulso, use el filtro de adquisición plano en lugar del filtro gaussiano, dado que los impulsos ya están enventanados (self-windowing) y el filtro gaussiano distorsionaría el espectro de modulación. Coloque esto debajo de «Meas Setup ▷ Data Acquisition ▷ Filter Type». Si se mide la modulación en el impulso, iguale la frecuencia de muestreo con el ancho de banda de modulación. Tenga en cuenta que al ensanchar el ancho de banda de medición también se incrementa el ancho de banda de ruido y la medición de la relación señal-ruido se degrada (SNR). Esto puede mejorarse incrementando la potencia de la señal.

Ahora realice la configuración del segmento capturado. Al igual que con la aplicación base del osciloscopio, haga que el segmento sea lo suficientemente largo para capturar toda la «retirada» relativa al impulso de disparo del radar víctima.

Después, configure las pantallas. Haga un clic en «Pulse Magnitude», luego configure «Result Range» para que el punto de referencia «Reference Point» esté en «rise», «Result Range» esté en «left» y la longitud sea de 50 μs, p. ej. la longitud del segmento.

Cierre este diálogo y aumente una segunda traza a la magnitud del impulso usando el canal 3: esto nos permitirá ver todo el segmento y ver la retirada del impulso del sistema de inhibición en relación al impulso del radar víctima.

Luego, haga clic en la tabla «Pulse Results» y configúrela debajo de la pestaña «Table Config». Encienda la columna «Timing» para que la diferencia de tiempo entre el radar víctima y el impulso de interferencia se muestre en la tabla «Pulse Results» y se pueda procesar posteriormente en el siguiente paso.

El paso final es hacer clic en el botón «Capture» y esperar que el radar víctima dispare el osciloscopio para capturar los segmentos.

Después de la captura, las mediciones del impulso mostradas más abajo muestran los segmentos capturados. Cada segmento puede ser visto al desplazarse por la tabla «Pulse Results» (parte superior derecha). El ejemplo muestra el segmento 52 de los canales 1 y 3 del osciloscopio. La pantalla de «Pulse Magnitude» (inferior) muestra el impulso del radar víctima (amarillo) y el impulso de interferencia (azul). El impulso de interferencia tiene más potencia y se retrasa de manera relativa al radar víctima.

Las mediciones RGPO pueden automatizarse al exportar los datos a una hoja de cálculo y ejecutar una subrutina de Visual Basic que calcule la diferencia en el sello de tiempo o en las amplitudes de impulso entre los impulsos en los canales 1 y 3.

Los resultados se muestran en la columna RGPO. El mismo código se puede usar para calcular la diferencia de amplitud o frecuencia entre el radar víctima y el sistema de inhibición.

Resumen

La aplicación de medición de conjuntos fásicos de antenas R&S®VSE-K6A puede medir de manera integrada impulsos de RF multicanal de hasta 16 GHZ usando el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP. Es una herramienta potente para analizar técnicas de interferencia intencionada engañosas, como el «range gate pull-off», y para automatizar las pruebas de sistemas de inhibición.