Transmisión por secuencias de descriptores de impulsos con el R&S®SMW200A

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A puede cumplir el papel de un generador potente y flexible de señales en los escenarios de radar más realistas y ágiles en simuladores de escenarios de radar altamente integrados. Al estar equipado con las opciones R&S®SMW-K503/-K504, el R&S®SMW200A puede generar cualquier tipo de señal radar de última y futura generación con modulación I/Q, a partir de secuencias de transmisión de descriptores de impulsos (PDW). Admite una velocidad de ejecución de PDW de hasta 12 megaimpulsos por segundo (MPDW/s).

Su misión

Los ingenieros de radar usan a menudo herramientas de software como el R&S®Pulse Sequencer para calcular escenarios de radar. Esta es una solución conveniente no solo para las actividades de investigación y desarrollo, sino también durante la verificación de los equipos de radar. Los usuarios pueden cambiar los parámetros con rapidez y disponen de mucha flexibilidad para diseñar el escenario de radar.

Durante las pruebas operativas, en muchas ocasiones los ingenieros necesitan generar escenarios de radar ultralargos que contengan entornos de guerra electrónica (EW) muy exigentes, con alta densidad de impulsos. Los escenarios pueden provenir de simulaciones previas o de grabaciones en vivo. A menudo se almacenan en forma de listas de descriptores de impulsos (PDW) en un grabador . Los PDW contienen los parámetros de la señal radar de cada impulso junto con un sello de tiempo que define el momento de inicio del impulso.

Las pruebas a nivel de sistema se realizan en muchas ocasiones en un entorno «hardware in the loop». Se evalúa la potencia del dispositivo que está bajo prueba (DUT) e influye en su señal de entrada, por lo que los entornos deben ser calculados en tiempo real. Esto requiere potentes motores de simulación que calculen los descriptores de impulsos (PDW) basados en la salida del dispositivo.

Para las pruebas operativas y para las pruebas a nivel de sistema, los ingenieros de radar necesitan una fuente de señal que pueda recibir los PDW transmitidos, p. ej. a través de una red de área local (LAN), e interpretarlos para regenerar la señal radar a partir de los PDW.

Solución Rohde & Schwarz

El R&S®SMW200A asume el papel de fuente de señales que genera entornos de EW complejos dentro del ancho de su banda base de 2 GHz y con una radiofrecuencia de hasta 44 GHz. Esto genera señales pulsadas con modulación I/Q, señales ágiles con conmutación rápida y señales pulsadas clásicas a partir de una secuencia de transmisión de PDW. El R&S®SMW200A recibe la secuencia de transmisión de los PDW de un simulador de señal radar a través de una red de área local (LAN). La potente banda base del equipo interpreta los PDW y genera la señal de radiofrecuencia basada en las descripciones en el tiempo definido en los PDW. El R&S®SMW200A puede ejecutar y generar impulsos de hasta seis transmisiones paralelas de PDW con una frecuencia máxima de ejecución de hasta 2 megaimpulsos/s o 2 MPDW/s por transmisión.

Se puede lograr la sincronización con el dispositivo bajo prueba de una manera fácil, usando señales comunes de referencia (10 MHz o 1 GHz) y señales de marcadores, como un impulso, pre y posmarcador.

Concepto de transmisión por secuencias de PDW con el R&S®SMW200A
Concepto de transmisión por secuencias de PDW con el R&S®SMW200A

Formato de PDW de Rohde & Schwarz

Cada PDW representa un impulso que tiene una longitud fija y contiene datos con información, tales como: la hora de llegada (ToA), el desplazamiento de frecuencia, el desplazamiento de amplitud, la duración de impulso y los parámetros de modulación. Esta información puede ser usada tanto para generar un impulso clásico (datos en tiempo real), como para un segmento de forma de onda I/Q (número ID de forma de onda). Una extensión opcional del formato PDW hace posible especificar las formas límites y las ráfagas de impulsos repetitivos.

Transmisión de PDW clásicos (datos en tiempo real)

Para los PDW que solo contienen señales clásicas pulsadas, el usuario puede beneficiarse de la función de generación de señales en tiempo real de la banda base de banda ancha y del equipo.

Los impulsos sin modular, los impulsos con codificación Barker, los impulsos de radiofrecuencia lineales (chirps), junto con los desplazamientos de frecuencia o amplitud, son generados en tiempo real basados en los parámetros definidos en el PDW. El momento de inicio del impulso se define mediante el registro de tiempo ToA incluido en el PDW.

Efecto de un PDW de control
Efecto de un PDW de control. Cambio de la frecuencia y amplitud de la ruta de radiofrecuencia
Abrir Lightbox

Transmisión de PDW de control

Los PDW de control brindan al usuario control directo del hardware de radiofrecuencia del R&S®SMW200A sin tener que detener la transmisión. Los PDW de control permiten cambiar la frecuencia absoluta de la señal de radiofrecuencia (p. ej., de la banda X a la banda C para simular distintas bandas de radar) o el nivel de radiofrecuencia (p. ej., de 0 dBm a –20 dBm para simular distintas potencias isotrópicas radiadas equivalentes de los emisores, PIRE) en el instrumento sin tener que enviar un comando de control remoto adicional.

El usuario puede utilizar el rango completo de radiofrecuencia y un rango dinámico del hardware de radiofrecuencia, así como intercambiar la radiofrecuencia para cubrir diferentes bandas de radar. Al incluir estos comandos de control en la secuencia de transmisión, es posible determinar exactamente el inicio del cambio mediante un registro de tiempo ToA. La señal puede ser cambiada de una manera estable y predecible. El comando es ejecutado después de un breve lapso de silencio y los PDW pueden ser procesados nuevamente.

Parámetros de rendimiento clave para señales en tiempo real
Intervalo de repetición de impulsos (PRI) mínimo para señales en tiempo real por transmisión 0.5 µs
PRI mínimo para segmentos de forma de onda I/Q
por transmisión
1 µs
Tasa de ejecución máxima de PDW
por instrumento con seis transmisiones
12 MPDW/s
Se pueden generar impulsos modulados con codificación Barker 13 en tiempo real
Se pueden generar impulsos modulados con codificación Barker 13 en tiempo real
Abrir Lightbox
Se pueden generar impulsos modulados con codificación Barker 13 en tiempo real
Se pueden generar impulsos modulados con codificación Barker 13 en tiempo real
Abrir Lightbox

Generando señales con modulación I/Q

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A también puede generar cualquier señal con modulación I/Q a partir de los PDW transmitidos. Los PDW pueden contener una referencia a un segmento de forma de onda que es almacenada en la memoria de la banda base digital. Esta solución permite al usuario mezclar PDW que definen señales clásicas de impulsos con señales radar de vanguardia descritas por I y Q. La información de ToA define el inicio de la generación de señales. Los desplazamientos de frecuencia, amplitud y fase, también se aplican en tiempo real según la definición del PDW.

Impulsos rectangulares seguidos por impulsos con flancos lineales y con cosenos elevados extremos
Impulsos rectangulares seguidos por impulsos con flancos lineales y con cosenos elevados extremos
Abrir Lightbox
Diez impulsos rectangulares generados con cada PDW
Diez impulsos rectangulares generados con cada PDW
Abrir Lightbox

Flancos moldeados de impulso y ráfagas

Como característica singular, se puede especificar en el PDW la forma del flanco del impulso sin utilizar segmentos I/Q. Se encuentran disponibles las formas rectangulares, lineales o de cosenos elevados. Estas formas permiten pruebas limitadas reales de ancho de banda sin filtros externos. Con la finalidad de crear múltiples impulsos idénticos con cada PDW, la extensión del formato PDW para ráfagas de impulso permite especificar un PRI y un número de repeticiones.

Resultado de múltiples emisores transmitiendo simultáneamente
Resultado de múltiples emisores transmitiendo simultáneamente
Abrir Lightbox

Simulación de emisor múltiple impulso a impulso

A fin de crear un entorno de prueba complejo, el generador de señal debe poder simular diversos emisores al mismo tiempo y necesita llevar a cabo la simulación impulso a impulso.

Cuando está equipado con dos generadores con banda base de banda ancha (R&S®SMW-B9), el R&S®SMW200A permite dos transmisiones independientes PDW. Con la instalación de dos o cuatro tarjetas de procesamiento (R&S®SMW-B15), el número de transmisiones simultáneas se incrementa a seis. Las transmisiones de PDW asignadas a una salida de radiofrecuencia específica se añaden de manera interna y sincronizada. Sea que todas las transmisiones de PDW puedan ser dirigidas a una sola salida de radiofrecuencia o que dos trayectos de radiofrecuencia sean instalados, se pueden asignar hasta tres transmisiones a cada salida de radiofrecuencia.

Con un R&S®SMW200A brindando hasta seis transmisiones (p.ej. emisores), las configuraciones multicanal se han vuelto más compactas, simples y ocupan menos espacio.

Integración en las configuraciones de hardware en el circuito (hardware in the loop, HIL)

La simulación HIL es un método de prueba donde un dispositivo bajo prueba está integrado en un sistema de simulación que emula el entorno real de dicho dispositivo. Para realizar las pruebas del receptor, el dispositivo bajo prueba se conecta comúnmente a un generador de señales que es controlado por el simulador. El simulador evalúa los datos de salida del dispositivo bajo prueba, basados en su señal de entrada, que provienen del generador de señales y ajusta el generador de acuerdo con los parámetros de prueba.

Los requisitos para un generador de señales en una configuración HIL son: capacidad en tiempo real, actualización rápida y baja latencia. Con su capacidad para aceptar transmisiones de PDW en tiempo real y el pequeño retraso desde su puerto Ethernet al puerto de salida de radiofrecuencia, el R&S®SMW200A está idealmente diseñado para la integración en tal configuración. En una simulación HIL, la sincronización perfecta entre los dispositivos es un requisito indispensable. El R&S®SMW200A brinda múltiples opciones para realizar la sincronización con el simulador HIL al admitir una entrada para reloj de referencia externa, entradas de disparo y salidas de marcador definidas por el usuario. Las estadísticas completas sobre transmisiones de PDW están disponibles para realizar una depuración más sencilla.

Características y ventajas

  • Generación de señales radar en tiempo real para pruebas HIL
  • Tasa de ejecución PDW de hasta 12 MPDW/s por instrumento
  • Transmisión de PDW impulso a impulso mediante múltiples emisores en un solo equipo
  • Generación de cualquier forma de onda con modulación I/Q
  • Pruebas limitadas de ancho de banda por medio de flancos de impulso moldeados
  • Reproducción de señal ultralarga con reducido requisito de memoria
  • Dos trayectos de radiofrecuencia independientes en un solo equipo
  • Calidad de la señal excepcional
Banco de pruebas HIL con el R&S®SMW200A
Banco de pruebas HIL con el R&S®SMW200A