3 способа генерации радиолокационных сигналов с помощью генераторов сигналов произвольной формы

купить генератор сигналов в Украине

Современные генераторы сигналов AWG для формирования сложных радиолокационных сигналов.

Характеристики радиолокационных сигналов изначально затрудняют их воспроизведение с помощью генераторов сигналов. Сочетание несущей частоты, широкой полосы модуляции и импульсного характера сигнала создаёт ряд сложных требований, которым должны соответствовать современные измерительные приборы.

Возрастающая сложность радиолокационных систем, использование кодов Баркера, полифазных кодов, линейной частотной модуляции (ЛЧМ) и других методов сверхширокополосной модуляции требуют генерации высококачественных тестовых сигналов.

Дополнительные требования возникают при моделировании многоантенных радиолокационных систем на базе фазированных антенных решёток и архитектур MIMO, где необходимо обеспечивать точную временную и фазовую синхронизацию множества сигналов.

Подобные требования актуальны не только для радиолокации, но и для широкополосных систем связи со скачкообразной перестройкой частоты и других радиочастотных приложений.

Современные возможности генераторов сигналов AWG

Традиционно генерация радиолокационных сигналов выполнялась с помощью генератора основной полосы и ВЧ/СВЧ-модулятора. Такое решение было обусловлено ограниченной полосой пропускания классических генераторов радиочастотных сигналов.

Сегодня высокопроизводительные генераторы сигналов произвольной формы (AWG) позволяют формировать радиочастотные сигналы непосредственно без применения отдельных ВЧ-модуляторов.

Современные AWG обеспечивают эффективную полосу модуляции от постоянного тока до половины частоты дискретизации, а в некоторых случаях - до 20 ГГц.

Основные преимущества генераторов сигналов произвольной формы:

• прямая генерация сложных радиочастотных сигналов;
• имитация нескольких источников радиочастотного излучения одним каналом;
• использование секвенсоров для сложных сценариев тестирования;
• экономия памяти за счёт циклов и ветвлений;
• поддержка программного создания сигналов для радиолокации и РЭБ.

Генерация радиолокационных сигналов с помощью AWG

Генераторы сигналов радиолокационных станций способны формировать сигналы тремя основными способами.

1. Генерация основной полосы

Генератор сигналов произвольной формы создаёт сигнал основной полосы для последующей подачи на ВЧ/СВЧ-модулятор.

Для простых сигналов применяется амплитудная модуляция. Для сложных сигналов с цифровой модуляцией и ЛЧМ используются квадратурные компоненты I и Q с последующей обработкой квадратурным модулятором.

Рисунок 1. Генератор сигналов AWG формирует сигналы I и Q для квадратурного модулятора.

2. Генерация промежуточной частоты (ПЧ)

AWG формирует полностью готовый модулированный сигнал на промежуточной частоте, который может подаваться непосредственно на блок обработки сигнала приёмника или передатчика.

Если требуется работа на конечной радиочастоте, используется повышающий преобразователь частоты.

3. Прямая генерация ВЧ-сигнала

В этом режиме генератор сигналов произвольной формы непосредственно создаёт модулированную несущую на конечной радиочастоте.

Дополнительные блоки обработки практически не требуются, за исключением фильтров и усилителей.

В зависимости от условий работы используются первая или вторая зона Найквиста с применением фильтров нижних частот либо полосовых фильтров.

Рисунок 2. Методы прямой генерации радиочастотных сигналов с использованием генераторов сигналов AWG.

Преимущества и недостатки различных методов

Каждый способ генерации имеет свои особенности, преимущества и ограничения.

Генерация основной полосы и ПЧ может выполняться с помощью генераторов средней производительности с частотой дискретизации в несколько Гвыб/с. Однако итоговая полоса сигнала ограничивается характеристиками используемых модуляторов и преобразователей частоты.

Кроме того, широкополосная квадратурная модуляция чувствительна к дисбалансу каналов I/Q и требует точной калибровки оборудования.

Прямая генерация ВЧ-сигналов позволяет отказаться от внешних модуляторов и избежать ошибок квадратурной модуляции, но требует использования сверхбыстрых генераторов сигналов с высокой частотой дискретизации и большим объёмом памяти.

Для получения качественного сигнала частота дискретизации должна как минимум в 2,5 раза превышать максимальную частотную составляющую формируемого сигнала.

Дополнительным преимуществом является возможность формирования сложного радиолокационного сигнала всего одним каналом AWG, что снижает стоимость испытательных комплексов и упрощает настройку оборудования.

Современные генераторы сигналов произвольной формы, например серия Tektronix AWG70000B, обеспечивают вертикальное разрешение до 10 бит при скорости дискретизации до 50 Гвыб/с. Это позволяет напрямую генерировать качественные радиочастотные сигналы вплоть до диапазона 20 ГГц.

Заключение

Генераторы сигналов произвольной формы являются важнейшим инструментом для тестирования современных радиолокационных систем, комплексов радиоэлектронной борьбы и широкополосных систем связи.

Благодаря развитию технологий AWG инженеры получают возможность формировать сложные высокочастотные сигналы с высокой точностью, минимальным количеством дополнительного оборудования и расширенными возможностями моделирования реальных условий эксплуатации.

купить генератор сигналов в Украине