Знову повертаємось до основних понять аналізатора спектра у реальному масштабі часу. Частина 2

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest® з пропонованими аналізаторами спектру, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цього розділу

Рис. 6. Спектральна характеристика залежить від швидкості повторення та ширини імпульсів.

Таким чином, дальність обмежується характеристиками імпульсу та втратами під час поширення. Значення інтервалу проходження імпульсів і шпаруватості встановлюють максимальний допустимий час прийому ехо-сигналу, при цьому потужність, що випромінюється, повинна забезпечувати перевищення сигналу над фоновим шумом.

Крім того, тривалість імпульсу впливає на мінімальну роздільну здатність радіолокатора. Відлуння від імпульсів великої тривалості можуть накладатися за часом, що унеможливлює визначення характеру цілі або групи цілей.

Тривалий ехо-сигнал може бути викликаний як одиничною великою ціллю, наприклад авіалайнером, так і кількома дрібнішими цілями, розташованими поруч, наприклад щільним строєм винищувачів. Без достатньої роздільної здатності неможливо визначити кількість об'єктів, що створюють відбитий сигнал.

При малій тривалості імпульсу взаємне накладання ехо-сигналів зменшується, а роздільна здатність покращується.

Таким чином, тривалість імпульсу впливає на дві важливі характеристики радіолокаційної системи - роздільну здатність та дальність виявлення. Більш тривалі імпульси забезпечують більшу дальність, але меншу роздільну здатність. Короткі імпульси забезпечують кращу деталізацію, але мають меншу дальність дії.

Для правильного формування та прийому коротких імпульсів необхідно забезпечити широку смугу пропускання. Саме тому характеристики часової області безпосередньо впливають на спектральні параметри сигналу.

Ширина спектра короткого імпульсу більша, ніж у сигналу з більшою тривалістю. Аналогічно, при вищій частоті проходження імпульсів (PRF) інтервали між спектральними складовими збільшуються.

Після короткого огляду параметрів імпульсів та їх впливу на характеристики радіолокатора перейдемо до основних методів аналізу сигналів.

Основні поняття аналізу спектра в реальному масштабі часу

Щоб краще зрозуміти унікальні можливості аналізаторів спектра в реальному масштабі часу, варто розглянути спрощені структурні схеми трьох основних типів сучасних аналізаторів спектра. Хоча вони мають багато спільного, між ними існують суттєві відмінності.

Рис. 7. Ключові відмінності між різними типами аналізаторів спектра.

У класичних аналізаторах спектра з розгорткою використовується вузькосмуговий перебудовуваний фільтр попередньої селекції, після якого сигнал перетворюється на проміжну частоту, проходить через фільтр роздільної здатності, детектується та відображається на екрані.

Рис. 8. Аналізатор спектра в реальному масштабі часу забезпечує безперервний контроль спектра без пропуску подій.

У сучасному векторному аналізаторі сигналів (VSA) сигнал також перетворюється на проміжну частоту, але локальний гетеродин змінюється дискретно. Дані оцифровуються та перетворюються в частотну область за допомогою швидкого перетворення Фур'є (БПФ).

Аналізатор спектра в реальному масштабі часу (RTSA) додатково містить спеціалізовані засоби цифрової обробки сигналів, що дозволяють безперервно виконувати БПФ у реальному часі.

Саме завдяки цьому RTSA може безперервно контролювати спектр, виявляти короткочасні події та автоматично запускати запис сигналу при появі потрібних спектральних аномалій.

Звичайні аналізатори спектра не виконують безперервний аналіз усієї смуги вхідного сигналу. Під час розгортки доступною для аналізу є лише вузька ділянка спектра. Тому короткочасні або нестаціонарні сигнали можуть залишитися непоміченими.

В аналізаторі спектра в реальному масштабі часу над вхідним сигналом безперервно виконується БПФ. Це забезпечує практично 100% ймовірність виявлення та захоплення нестаціонарних імпульсів, характерних для радіолокаційних систем, засобів електронної боротьби та електронної розвідки.

Крім того, аналізатори Tektronix оснащуються спеціалізованим програмним забезпеченням Pulse Measurement Suite, яке дозволяє виконувати автоматизовані вимірювання параметрів імпульсних сигналів та значно спрощує процес діагностики.

Запис радіолокаційних сигналів

Унікальні засоби цифрової обробки сигналів аналізаторів спектра в реальному масштабі часу дозволяють виконувати перетворення часових вибірок у спектральну область безперервно та в реальному часі.

Функція синхронізації за частотною маскою (Frequency Mask Trigger, FMT), розроблена компанією Tektronix, дозволяє надійно захоплювати складні радіолокаційні імпульси та частотні аномалії навіть у складній спектральній обстановці.

Рис. 9. Частотна маска дозволяє надійно реєструвати слабкі імпульси РЛС.

Для захоплення імпульсів необхідно налаштувати частотну маску в меню синхронізації. Маска створюється безпосередньо на екрані та дозволяє запускати запис при появі спектральних подій, які виходять за її межі.

У багатьох випадках рівень нестаціонарного ехо-імпульсу значно нижчий за рівень сторонніх сигналів. Саме тому синхронізація за частотною маскою є значно ефективнішою за традиційну синхронізацію за проміжною частотою.

Рис. 10. Спрощена блок-схема аналізатора спектра RSA3408A.

У приладі RSA3408A сигнал проміжної частоти повністю оцифровується швидкодіючим аналого-цифровим перетворювачем.

Рис. 11. Аналізатор RSA3408A дозволяє реєструвати надзвичайно короткі імпульси РЛС.

Аналізатор RSA3408A забезпечує захоплення сигналів зі смугою частот до 36 МГц. У режимі аналізу потужності в часі він забезпечує часову роздільну здатність до 20 нс, що дозволяє детально досліджувати дуже короткі імпульси.

Продовження слідує…

купити аналізатор спектру в Україні