Начинаем вникать в суть и мощные функции Анализатора РЧ Реального Времени. Часть 1

Ссылка на страницу сайта Магазина Gtest® с предлагаемыми анализаторами спектра, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого раздела

Измерение импульсов РЛС анализатором спектра реального времени

Средства измерения импульсов РЛС являются важной частью радиолокационных систем, а также систем радиоэлектронной борьбы и средств электронной разведки. Анализатор спектра в реальном масштабе времени (RTSA) с уникальным программным обеспечением для измерения импульсных сигналов позволяет решать все задачи анализа при измерении параметров нестационарных импульсов радиолокационной системы.

В анализаторах RTSA имеются экраны для анализа нестационарных сигналов и средства углубленного исследования параметров сигнала, отсутствующие на других анализаторах. Совместное применение быстрого преобразования Фурье (БПФ), синхронизации по частотной маске и разрешения 20 нс, а также наиболее полного в отрасли комплекса программного обеспечения для выполнения измерений при автоматическом анализе импульсов предоставляет исследователю диагностическую информацию для эффективного поиска неисправностей в современных радиолокационных системах, а также системах радиоэлектронной борьбы и электронной разведки.

В данной статье представлен обзор радиолокационных измерений и возможностей современных анализаторов спектра реального времени при проведении испытаний импульсных сигналов.

Измерения импульсов РЛС исторически представляли сложную задачу для инженеров-разработчиков и испытателей продукции в лабораторных и полевых условиях.

Нестационарность импульсов радиолокатора в сочетании с современными схемами сжатия импульсов зачастую приводит к необходимости создания сложных испытательных стендов. Обычно при проведении измерений и испытаний не использовалось специализированное программное обеспечение, что вынуждало большинство разработчиков радиолокационных станций создавать уникальное испытательное оборудование.

Рис. 1. От параметров импульсов радиолокатора зависят важные характеристики радиолокационной системы.

Анализатор спектра реального времени Tektronix RSA3408A с пакетом программного обеспечения для измерения импульсных сигналов представляет собой комплексное решение для анализа импульсов радиолокатора. Его возможности позволяют отображать детали сигнала, которые невозможно получить с помощью традиционного испытательного оборудования.

В статье рассматриваются ключевые концепции радиолокационных систем, методы захвата и анализа сигналов, а также особенности применения пакета Pulse Measurement Suite для исследования сжатых импульсных сигналов и автоматического анализа параметров импульсов.

Сведения об импульсных сигналах

Обычно радиолокаторы направляют на свои цели радиочастотный (РЧ) импульс, а затем принимают отражённый эхосигнал. Поскольку РЧ-импульс распространяется со скоростью света, время возврата эхосигнала пропорционально расстоянию до цели.

Характеристики РЧ-импульса определяют большинство возможностей радиолокатора. Специалисты в области радиоэлектронной борьбы (EW) и электронной разведки (ELINT) изучают параметры импульсов для определения типа радиолокатора и характеристик объекта, который излучает или отражает сигнал.

Рис. 2. Радиолокатор излучает импульсы, подсвечивающие цель. Часть энергии отражается и возвращается к приёмнику. Расстояние до цели определяется по времени между передачей и приёмом сигнала.

Рассмотрим основные параметры импульсных сигналов и их влияние на характеристики радиолокационной системы.

Интервал следования импульсов (PRI) - это период повторения импульсов. Он равен обратной величине частоты следования импульсов (PRF) или скорости повторения импульсов (PRR), определяющих количество излучаемых импульсов в секунду.

Интервал следования импульсов ограничивает максимальную дальность однозначного измерения расстояния. Чем больше пауза между импульсами, тем дальше может находиться цель без возникновения неоднозначности определения дальности.

В большинстве радиолокационных систем используются переключатели передача/приём (T/R), позволяющие использовать одну антенну как для передатчика, так и для приёмника. Пока передатчик формирует импульс, приёмник отключён. После окончания передачи начинается приём отражённых сигналов.

Другим важным параметром является излучаемая мощность. Пиковая мощность характеризует максимальный мгновенный уровень мощности импульса. Также анализируются спад мощности, амплитуда вершины импульса и выбросы на фронте сигнала.

Рис. 3. Чем длиннее импульс, тем выше его средняя мощность, что способствует увеличению максимальной дальности действия.

Амплитуда вершины импульса и длительность импульса (PW) являются важными параметрами для расчёта полной энергии импульса. Зная скважность и мощность импульса, можно определить среднюю передаваемую мощность радиочастотного сигнала.

В отличие от систем связи, радиолокационные системы имеют очень большие потери на пути распространения сигнала. Это связано с двойным прохождением сигнала до цели и обратно, а также потерями на отражение и рассеяние.

Рис. 4. Длинные импульсы могут накладываться и восприниматься как один объект. Короткие импульсы улучшают разрешение РЛС, но требуют большей полосы пропускания.

Рис. 5. При проектировании РЛС важно соблюдать баланс между максимальной дальностью действия и разрешающей способностью системы.

Уравнение радиолокации определяет соотношение между принятой мощностью (P_r), переданной мощностью импульса (P_t), усилением антенны (G_t), эффективной площадью (A_e), эффективной площадью рассеяния цели (σ) и расстоянием до цели (R).

Поскольку дальность входит в уравнение в четвёртой степени, потери мощности сигнала радиолокатора чрезвычайно велики. Для увеличения дальности обнаружения часто используется накопление энергии нескольких импульсов и усреднение шумов.

Одним из важнейших параметров сигнала является длительность импульса. Чем больше длительность импульса, тем больше энергии он содержит при одинаковой амплитуде. Это позволяет увеличить дальность действия радиолокатора, однако ухудшает его разрешающую способность.

При увеличении длительности импульса возрастает и средняя передаваемая мощность, что предъявляет более жёсткие требования к передающему оборудованию.

Продолжение следует…

купить анализатор спектра в Украине