Измерения боковых лепестков для оптимизации характеристик радиолокационной системы

Анализатор сигналов и спектра R&S®FSW измеряет и анализирует боковые лепестки во временной области для оптимизации сжатых радиолокационных сигналов и компонентов аппаратных средств и систем РЛС. Разработчики радиолокационных систем могут улучшать и немедленно проверять свои разработки с использованием автоматизированных и воспроизводимых измерений.

Эффективные измерения сжатия импульсов с помощью анализатора спектра и сигналов FSW
Эффективные измерения сжатия импульсов с помощью анализатора спектра и сигналов R&S®FSW
Открытый Lightbox

Измерительная задача

Сжатие импульсов часто используется в радиолокационных системах, чтобы объединить преимущества превосходного разрешения по дальности и высокой энергии с низкой пиковой выходной мощностью. Это достигается посредством разработки радиолокационных сигналов с базой (произведением длительности сигнала на его полосу частот) значительно больше единицы, который обычно соответствует импульсным сигналам с частотной или фазовой модуляцией. Согласованный фильтр в канале приема РЛС автоматически сжимает отраженный радиолокационный сигнал во времени и увеличивает пиковое значение с коэффициентом, приблизительно соответствующим степени сжатия. С выхода фильтра сжатия импульсов выдается узкий импульс с большим пиковым значением во временной области.

Радиолокационная система с использованием цифрового фильтра сжатия импульса
Радиолокационная система с использованием цифрового фильтра сжатия импульса
Открытый Lightbox

К сожалению, эта технология увеличивает интервал отсутствия приема РЛС вследствие увеличения времени передачи импульса, а также негативно влияет на доплеровские измерения из-за уменьшенного соотношения С/Ш в случае несогласованности сжимающего фильтра (функция неопределенности). Кроме того, доплеровский сдвиг отраженного сигнала может влиять на точность измерения дальности. Функция автокорреляции расширенного импульса включает не только основной пик, но и боковые лепестки на выходе согласованного фильтра, которые могут маскировать меньшие отраженные сигналы или приводить к ложным обнаружениям. Характеристика сжатия импульса зависит от радиолокационного сигнала и от конструкции системы и компонентов. Поэтому управляемая, повторяемая и экономящая время испытательная среда очень важна для достижения высоких характеристик РЛС. В особенности это касается многофункциональных РЛС, которые должны обеспечивать превосходную вероятность обнаружения, высокую точность и разрешение как по дальности, так и по скорости.

Контрольно-измерительное решение

Анализатор спектра и сигналов R&S®FSW с опциями измерения импульсов (R&S®FSW-K6) и боковых лепестков (R&S®FSW-K6S) эффективно анализирует параметры импульсов и их подавление. С помощью этого решения инженеры-разработчики могут оптимизировать сигналы, обработку сигналов и компоненты РЛС с использованием автоматизированных воспроизводимых измерений. Кроме того, можно легко контролировать искажения сигналов, такие как внутренние искажения отраженного сигнала. В испытательной установке передатчик РЛС подключается к ВЧ-входу анализатора R&S®FSW. Идеальный сигнал в цифровом I/Q-формате (iq-tar) загружается в анализатор, который работает как фильтр сжатия импульсов. Идеальный сигнал можно искусственно сгенерировать или предварительно записать с помощью анализатора R&S®FSW.

Фактический измеренный импульсный сигнал РЛС сравнивается с идеальным I/Q-сигналом. В случае идеального измеренного импульса два сигнала будут идентичны и будут содержать одинаковую узкую кривую главного лепестка. Однако на практике сигналы отличаются, например, вследствие погрешностей I/Q-модулятора, фазового шума и КСВН между каскадами. Чем больше отличаются сигналы, тем меньше эффективность степени сжатия. Также могут увеличиваться боковые лепестки, что приводит к ухудшению характеристик системы.

Отличия между измеренным и идеальным сигналами приводят в формированию боковых лепестков в дополнение к главному. Обеспечивающая эффективный анализ взаимнокорреляционная функция четко визуализируется посредством графика коррелированной амплитуды, отображаемого на анализаторе R&S®FSW.

Также автоматически измеряются и отображаются основные параметры импульса, включая ширину главного лепестка, подавление и задержку боковых лепестков, интегрированную мощность главного и боковых лепестков, корреляцию по максимуму, частоту и фазу главного лепестка.

С помощью прибора R&S®FSW с опциями измерения импульсов и боковых лепестков разработчики и инженеры по радиолокационным системам могут эффективно оптимизировать, проверять и тестировать сигналы РЛС со сжатием импульсов, компоненты и систему в целом для достижения превосходных характеристик РЛС

R&S®FSW отображает графики коррелированной амплитуды и погрешностей по частоте и фазе, а также параметры сжатия импульса для сигнала с линейной частотной модуляцией.

Ключевые особенности

  • Диапазон частот от 2 Гц до 85 ГГц (до 500 ГГц с внешними смесителями)
  • Широкая полоса анализа до 2 ГГц
  • Низкий фазовый шум –137 дБн (1 Гц) при отстройке 10 кГц (несущая 1 ГГц)

Ключевые преимущества

  • Можно использовать для анализа пользовательских фирменных сигналов
  • Простая настройка и быстрое получение результатов измерений
  • Автоматизированное обнаружение, измерение и анализ импульсов и подавления импульсов