Uso flexible del disparo de los osciloscopios de Rohde & Schwarz para análisis de señales radar precisas

Los osciloscopios se utilizan cada vez más para analizar señales por impulsos, como señales radar para aplicaciones aeroespaciales y de defensa, así como del sector automovilístico. El amplio ancho de banda de análisis y las numerosas funciones de disparo de los osciloscopios los hacen adecuados para la creciente demanda de mayores anchos de banda y detección precisa de señales en estas aplicaciones. El software explorador de señales vectoriales R&S®VSE es una herramienta potente para el análisis integral de múltiples señales, que proporciona compatibilidad total con el sistema de disparo avanzado del osciloscopio de Rohde & Schwarz. Al adaptar la configuración de disparo se permiten aislar impulsos y secuencias de impulsos, así como ejecutar análisis de impulsos completos utilizando el software explorador de señales vectoriales R&S®VSE.

Su tarea

Los módulos de radar en automóviles modernos utilizan señales de onda continua moduladas en frecuencia (FMCW) o secuencias «chirp». Para analizar estas señales, es necesario capturar secuencias chirp completas antes de poder analizar cada señal chirp. Puesto que los tiempos de inactividad de la señal FMCW suelen ser más largos que las secuencias chirp, la detección precisa del inicio de la secuencia chirp es esencial para limitar el análisis a la porción de la señal de interés y para mejorar la velocidad del análisis. Esta ficha de aplicación muestra cómo se puede configurar el software R&S®VSE para aprovechar al máximo las funciones de disparo del osciloscopio de Rohde & Schwarz para un disparo preciso al inicio de la secuencia chirp de una señal radar en automóviles real.

Fig. 1: Configuración del modo de disparo manual en la opción de análisis de transitorios R&S®VSE-K60.

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Fig. 1: Configuración del modo de disparo manual en la opción de análisis de transitorios R&S®VSE-K60.

La solución de Rohde & Schwarz

El software explorador de señales vectoriales R&S®VSE proporciona compatibilidad total con todos los osciloscopios de Rohde & Schwarz. Los usuarios pueden aprovechar los beneficios del sistema avanzado de disparo del osciloscopio y configurar el tipo de disparo más apropiado para garantizar una detección precisa de las señales de interés. Para activar la compatibilidad de disparo del osciloscopio con el software R&S®VSE, abra la configuración de disparo en el canal de medición activo en entrada y salida (Input & Output) ►Dispare y cambie la fuente de disparo a manual (observe la Fig. 1).

Fig. 2: Cambio al modo local para controlar el osciloscopio y ajustar la configuración de disparo.

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Fig. 2: Cambio al modo local para controlar el osciloscopio y ajustar la configuración de disparo.

Después de cambiar el modo de disparo a manual en el software R&S®VSE, el usuario también puede modificar la configuración de disparo con las herramientas integradas del osciloscopio para aislar los impulsos para su análisis. Simplemente presionando el botón Local en la pantalla principal del osciloscopio se accede a la interfaz de usuario del osciloscopio y se pueden realizar los cambios deseados (ver. fig. 2).

Por ejemplo, los operadores pueden simplemente seleccionar el tipo de disparo más apropiado (p. ej., borde, ancho, ventana) o personalizar una configuración de disparo más compleja, exclusiva de los osciloscopios (p. ej., disparo A-B-R). Al realizar una nueva adquisición con el R&S®VSE, el software usa la nueva configuración de disparo personalizada por el usuario.

Fig. 3: Configuración de medición para la adquisición de señales radar en automóviles. La señal es convertida a una frecuencia inferior por un mezclador de armónicos R&S®FS-Z90 y analizada en el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP164.

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Fig. 3: Configuración de medición para la adquisición de señales radar en automóviles. La señal es convertida a una frecuencia inferior por un mezclador de armónicos R&S®FS-Z90 y analizada en el osciloscopio de alto rendimiento R&S®RTP164.

Aplicación

El ejemplo ilustra las funciones del software con una señal radar en automóviles real. La fig. 3 muestra la configuración de la medición. La señal radar en automóviles tiene un ancho de banda de 3.9 GHz y es generada por un transceptor de radar en la banda de 77 GHz a 81 GHz, previsto para radares de corto alcance (SRR por sus siglas en inglés). Cada secuencia chirp consta de 32 chirps. La señal se transmite por el aire y el mezclador de armónicos R&S®FS-Z90 la reduce a un rango de frecuencias intermedio dentro del ancho de banda bajo análisis del osciloscopio.

Configuración de medición

El primer paso para analizar esta señal es seleccionar la mejor configuración de disparo para analizar una secuencia chirp completa al utilizar el software R&S®VSE con la opción de análisis de transitorios R&S®VSE-K60.

Fig. 4: Uso de cursores para medir la secuencia chirp y el tiempo de inactividad.

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Fig. 4: Uso de cursores para medir la secuencia chirp y el tiempo de inactividad.

Se parte del supuesto que la secuencia chirp y las duraciones de los tiempos de inactividad son desconocidas y necesitan medirse. Por lo tanto, la señal adquirida se submuestrea intencionalmente, de modo que se puedan capturar al menos dos secuencias chirp y estimar el tiempo de inactividad entre ellas. La fig. 4 muestra un valor de tiempo de inactividad de 73 ms aproximadamente y cada secuencia chirp tiene una duración de 26 ms aproximadamente.

Fig. 5: Configuración de ancho de disparo para activar al inicio del primer chirp en la secuencia chirp.

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Fig. 5: Configuración de ancho de disparo para activar al inicio del primer chirp en la secuencia chirp.

Configure el ancho de disparo con polaridad negativa en el mismo rango que el tiempo de inactividad medido. Esta es una manera sencilla de realizar el disparo al comienzo del primer chirp en la secuencia.

Configure el disparo como se explica a continuación

Inicie el R&S®VSE y abra un nuevo canal de medición de análisis de transitorios
Configure la frecuencia central apropiada (en este ejemplo 3 GHz después de la conversión a una frecuencia inferior)
Configure el ancho de banda de análisis deseado (en este ejemplo 4 GHz)
Configure el tiempo de medición para capturar una secuencia chirp completa (en este ejemplo 30 ms)
Configure el modo de disparo en el R&S®VSE a manual (véase la página 1)
Presione el botón Local en la pantalla del osciloscopio para controlar el instrumento, abra la configuración de disparo y realice los ajustes como se muestra en la fig. 5
Regrese al R&S®VSE y empiece la adquisición

Como se muestra en la fig. 6, la secuencia de impulsos se captura correctamente. Todos los 32 chirps se detectan y sus propiedades se resumen en la tabla de resultados. También es posible enfocarse en un impulso específico y abrir mediciones más detalladas al seleccionar un chirp en la tabla de resumen.