Завершая часть сложной темы. Общие понятия изложены и должны быть понятны. Часть 4

Анализ нескольких импульсов

Анализатор спектра в реальном времени можно также применять для измерения нескольких импульсов. Одним из примеров является парный импульс, который обычно используется для проверки характеристик радиолокационных приемников. Два близких импульса имитируют эхо-сигнал от двух близко расположенных целей. Парные импульсы хорошо подходят для проверки разрешающей способности радиолокационных приемников.

Генераторы сигналов, например AWG710B, формируют парные импульсы с различными параметрами для тестирования радиолокационных приемников. Источник сигналов AWG710B обеспечивает частоту выборки 4,2 Гвыб/с при разрешении восемь бит, что позволяет достигать высокого качества сигналов.

Высокая частота выборки позволяет осуществлять прямой ввод сигнала в порты промежуточной частоты многих радиолокационных систем и средств радиоэлектронной борьбы, рассчитанных на частоту 1,0 ГГц. Кроме того, источник сигналов AWG710B оснащен графическим формирователем сигналов и формирователем последовательностей, что позволяет быстро создавать сложные испытательные сигналы.

Рис. 21. Генератор AWG710B используется для формирования сложных радиолокационных сигналов и их анализа с помощью RSA3408A.

Рис. 22. Доплеровский сдвиг возникает из-за относительного движения объектов и проявляется как фазовый сдвиг.

Прибор AWG710B позволяет не только генерировать парные импульсы, но и моделировать сложные условия радиоэлектронной борьбы. Анализаторы спектра реального времени позволяют контролировать параметры парных импульсов и оценивать их изменения после прохождения через приемный тракт.

Одним из важных применений является измерение фазового сдвига между импульсами. В некоторых радиолокационных приемниках фазовый сдвиг используется для определения скорости цели.

При движении цели возникает доплеровский сдвиг частоты между излучаемым и принимаемым сигналами. Этот эффект можно рассматривать как накопленный фазовый сдвиг. Для точного измерения скорости необходимо сохранять стабильность фазового сдвига при изменении амплитуды отраженного сигнала.

Многие компоненты приемного тракта обладают нелинейностями, которые могут преобразовывать амплитудную модуляцию в фазовую (АМ/ФМ). Это приводит к дополнительным фазовым ошибкам и снижает точность измерения скорости.

Для оценки фазовой стабильности приемника используется когерентный парный импульс различной амплитуды, формируемый генератором AWG710B. Разность фаз между импульсами отображается анализатором RSA3408A в режиме фазовой демодуляции.

Анализ сжатия импульсов

Для демонстрации возможностей анализатора спектра реального времени рассмотрим задачу измерения сжатых радиолокационных импульсов.

Сжатие импульсов достигается путем их модуляции и широко используется для увеличения дальности действия и повышения разрешающей способности радиолокаторов. Такой подход позволяет одновременно использовать длинные импульсы с высокой энергией и получать высокое разрешение.

Наиболее распространенными являются методы частотной и фазовой модуляции при постоянной амплитуде импульса.

Рис. 23. Отображение парного импульса во временной, частотной и фазовой областях.

Наиболее широко применяется линейная частотная модуляция (ЛЧМ). В приемнике такие сигналы проходят через специальный фильтр, который задерживает низкие частоты относительно высоких. В результате импульс становится короче во времени, а перекрывающиеся сигналы разделяются.

Средства многодоменного отображения позволяют одновременно анализировать мощность сигнала во времени, параметры частотной модуляции и результаты импульсных измерений.

Рис. 24. Сжатие импульсов позволяет увеличить дальность действия и разрешающую способность радиолокатора.

Анализатор спектра реального времени позволяет исследовать скачкообразное изменение частоты внутри импульса. В режиме ЧМ-демодуляции хорошо видны переходные процессы и особенности работы системы ФАПЧ.

RSA3408A также позволяет анализировать сигналы с фазовой манипуляцией. Для этого достаточно выбрать режим фазовой демодуляции и выполнить захват сигнала по частотной маске.

Подобные измерения особенно важны при исследовании современных радиолокационных систем, использующих цифровое кодирование и фазовую манипуляцию для повышения эффективности работы.

Рис. 25. Измерение параметров ЛЧМ-импульсов позволяет выявлять нелинейности сигнала.

Исследование и разработка современных радиолокаторов

Современные радиолокаторы активно используют цифровую обработку сигналов. В системах смешанного типа часто возникают сложности при совместной отладке аппаратного обеспечения и программного обеспечения.

Генератор AWG710B и анализатор RSA3408A позволяют значительно упростить этот процесс. Генератор выступает в роли эталонного источника сигналов, а анализатор предоставляет доступ к данным IQ и может использоваться как высокоточный приемник.

Рис. 26. Анализ импульса РЛС со скачкообразным изменением частоты.

Рис. 27. Исследование фазовых переходов величиной 180° в фазоманипулированном импульсе.

IQ-данные могут экспортироваться через сетевой интерфейс или считываться непосредственно с АЦП для последующего анализа алгоритмов цифровой обработки.

Такой подход позволяет разрабатывать и тестировать новые алгоритмы цифровой радиолокации без необходимости создания дорогостоящего специализированного оборудования.

Кроме того, RSA3408A может использоваться в качестве приемного тракта пассивных бистатических радиолокаторов. Для защиты информации приборы AWG710B и RSA3408A оснащаются съемными жесткими дисками.

Заключение

Определение характеристик сложных радиолокационных сигналов традиционно требовало специализированных измерительных стендов. Современные анализаторы спектра реального времени значительно упрощают этот процесс.

Синхронизация по частотной маске обеспечивает надежный захват импульсов даже в сложной радиоэлектронной обстановке. Автоматические измерения, многодоменное отображение и поддержка анализа IQ-данных позволяют существенно ускорить разработку и диагностику радиолокационных систем.

Возможность экспорта данных IQ делает анализатор RSA3408A эффективным инструментом для разработки современных цифровых радиолокаторов, а портативное исполнение обеспечивает удобство использования как в лаборатории, так и на объектах эксплуатации.

купить анализатор спектра в Украине