Генерация коротких импульсов с наивысшими показателями точности и повторяемости уровня с помощью R&S®SMA100B

Радиолокационное оборудование всегда предназначено для работы при технологически допустимых ограничениях. В связи с этим истинную производительность радиолокационного оборудования можно измерять только с помощью наиболее точных и надежных импульсных испытательных сигналов. Генератор аналоговых ВЧ-сигналов и СВЧ-сигналов R&S®SMA100B с высококачественным импульсным модулятором обеспечивает модуляцию коротких импульсов. Благодаря высокоэффективной концепции управления уровнем с обратной связью (в том числе для коротких импульсов) теперь для импульсов длительностью от 100 нс можно получить выдающиеся показатели точности и повторяемости уровня.

Измерительная задача

Короткие немодулированные импульсы используются для формирования изображений ближнего действия, а также для однозначной оценки доплеровского сдвига частоты в сценариях с высокой частотой повторения импульсов (ЧПИ). Коэффициенты заполнения импульсных сигналов могут варьироваться и свободно уменьшаться в интервале, равном нескольким процентам. Так как радиолокационное оборудование оптимизировано под импульсный режим работы, оно не может работать со слишком высокой средней ВЧ-мощностью и очень чувствительно к изменениям уровня мощности. Ключевой фактор для измерения подлинной производительности отдельных радиолокационных компонентов или модулей — качество импульсных испытательных сигналов. Благодаря низкому коэффициенту заполнения импульсы генерируются только время от времени, но при этом должны иметь высокие показатели точности и повторяемости уровня. Амплитуда импульса не должна меняться с течением времени из-за изменения температуры во время проведения испытаний.

Генерирование коротких импульсов
Переходная характеристика выходного ВЧ-сигнала R&S®SMA100B с подаваемыми извне импульсами (11,2 ГГц, длительность импульса 100 нс, коэффициент заполнения 1 %)

Контрольно-измерительное решение

Генератор аналоговых СВЧ-сигналов R&S®SMA100B с высокопроизводительным импульсным модулятором — превосходное решение для данной задачи. R&S®SMA100B генерирует импульсы, которые управляются по уровню с обратной связью с помощью современной цифровой автоматической регулировки уровня (АРУ). АРУ, применяемая в R&S®SMA100B, может управлять уровнем коротких импульсов (длительностью ≥ 100 нс), даже если они имеют очень низкий коэффициент заполнения. Это обеспечивает исключительную точность и выдающуюся повторяемость уровня. Длительность импульса для регулировки уровня с обратной связью в 10 раз лучше, чем у конкурентных продуктов, и в 5 раз лучше, чем у генератора R&S®SMF100A.

Временная характеристика примерного сценария
Временная характеристика примерного сценария
Открытый Lightbox

Импульсный модулятор генератора сигналов R&S®SMA100B достигает своей выдающейся производительности, не используя механизм выборки и хранения, что обеспечивает безопасные условия эксплуатации для чувствительных устройств, проходящих испытания. На рисунке на предыдущей странице показан пример переходной характеристики R&S®SMA100B для подаваемых снаружи коротких импульсов с длительностью 100 нс и коэффициентом заполнения 1 %.

Импульсы формируются непосредственно на ВЧ-выходе с высокими показателями точности и повторяемости уровня. Время установления верхнего уровня мощности < 120 мкс. Отклонение верхнего уровня мощности для первого импульса от уровня CW < 1 дБ.

Повторяемость измеренного уровня для коротких импульсов
Повторяемость измеренного уровня для коротких импульсов, 11,2 ГГц, длительность импульса 100 нс, коэффициент заполнения 1 %, режим Table & on (Таблица и вкл.) для АРУ
Открытый Lightbox

Остаточное отклонение конечного верхнего уровня мощности от уровня CW < 0,3 дБ. Современные генераторы сигналов отображают переходную характеристику в миллисекундном диапазоне. Во избежание длительных переходных процессов для коротких импульсов устройство R&S®SMA100B предварительно нагружает интегратор АРУ, используя поправочные данные, полученные в процессе внутренней регулировки для первого импульса; эта концепция обычно используется только в векторных генераторах сигналов. Регулировка уровня с обратной связью эффективно устраняет зависимость от температуры для коротких импульсов с небольшим коэффициентом заполнения.

Повторяемость уровня для коротких импульсов длительностью до 100 нс

В автоматическом режиме АРУ Auto (Авто) генератор R&S®SMA100B автоматически выбирает наилучший режим АРУ. Контур АРУ работает с короткими импульсами, получаемыми от опции внутренней генерации импульсов R&S®SMAB-K23, или с импульсами от внешнего источника. Для коротких импульсов наилучшим режимом является режим Table & on (Таблица и вкл.). В этом режиме механизм АРУ предварительно нагружается данными внутренней регулировки, и после первого импульса контур управления замыкается. Так достигаются минимальное время регулирования и наивысшие показатели точности и повторяемости. Гистограмма в левом нижнем углу показывает распределение верхнего уровня мощности, измеренное в течение 10 минут.

Контур управления работает постоянно и корректирует все отклонения уровня с великолепной повторяемостью от импульса к импульсу. В данном примере почти все верхние уровни мощности находятся в диапазоне 0,015 дБ. Длительность импульса составляет 100 нс при коэффициенте заполнения, равном 1 %.

Точность и повторяемость уровня для коротких импульсов длительностью менее 100 нс

Для импульсов длительностью менее 100 нс генератор R&S®SMA100B предлагает режим АРУ Table (Таблица). В этом режиме не используется замкнутый контур с обратной связью. Здесь применяется регулировка уровня без обратной связи. Поправочные значения берутся из таблиц внутренней регулировки. Они действуют как для внутригенерируемых импульсов, так и для импульсов из внешнего источника.

Характеристики импульсного модулятора устройства R&S®SMA100B, оснащенного опцией R&S®SMAB-K22
Параметр Значение
Минимальная длительность импульса < 20 нс
Минимальная длительность импульса с регулировкой уровня с обратной связью
100 нс
Время нарастания и спада
5 нс (тип.)
Измеренное отношение сигнал/пауза 100 дБ

Ключевые преимущества

❙ Регулировка уровня с обратной связью для коротких импульсов длительностью от 100 нс

❙ Мгновенный вывод импульсов на ВЧ-порт с очень быстрым переходным процессом

❙ Регулировка уровня без обратной связи для коротких импульсов длительностью < 100 нс

❙ Великолепная абсолютная точность воспроизведения уровня импульсных сигналов

❙ Великолепная повторяемость уровня импульсных сигналов

❙ Нет необходимости в механизме выборки и хранения