Починаємо вникати у суть і потужні функції Аналізатора РЧ Реального Часу. Частина 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 радиолокационных систем анализатором спектра реального времени

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

В анализаторах RTSA предусмотрены специальные экраны для анализа нестационарных сигналов и средства углублённого исследования параметров сигнала, отсутствующие в других анализаторах спектра. Совместное использование быстрого преобразования Фурье (БПФ), синхронизации по частотной маске, разрешения 20 нс и специализированного программного обеспечения обеспечивает исследователя полной диагностической информацией для поиска неисправностей современных радиолокационных систем.

В данной статье приведён обзор радиолокационных измерений и возможностей современных анализаторов спектра реального времени при испытаниях импульсных сигналов.

Измерение импульсов РЛС исторически представляло сложную задачу для инженеров-разработчиков и специалистов по испытаниям как в лабораторных, так и в полевых условиях. Нестационарный характер импульсов в сочетании с современными методами сжатия импульсов часто требует создания сложных испытательных стендов и специализированного программного обеспечения.

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

Анализатор спектра реального времени Tektronix RSA3408A с программным пакетом Pulse Measurement Suite представляет собой комплексное решение для анализа импульсов радиолокатора. Его возможности позволяют отображать детали сигнала, которые невозможно получить с помощью традиционного испытательного оборудования.

Далее рассматриваются основные принципы работы радиолокационных систем, методы захвата и анализа импульсных сигналов, а также особенности измерения параметров сжатых импульсов и автоматизированного анализа импульсных последовательностей.

Сведения об импульсных сигналах

Как правило, радиолокатор излучает радиочастотный импульс в направлении цели, после чего принимает отражённый эхосигнал. Поскольку электромагнитная волна распространяется со скоростью света, время возврата сигнала пропорционально расстоянию до цели.

Характеристики радиочастотного импульса определяют основные возможности радиолокационной системы. Специалисты в области радиоэлектронной разведки и радиоэлектронной борьбы анализируют параметры импульсов для определения типа радиолокатора и характеристик объекта, который излучает или отражает сигнал.

Часть энергии сигнала отражается от цели и возвращается к приёмнику радиолокатора. Расстояние до цели определяется временем между переданным импульсом и получением эхосигнала.

Одним из важнейших параметров является интервал повторения импульсов (PRI), который представляет собой период между соседними импульсами. Он обратно пропорционален частоте повторения импульсов (PRF).

Интервал повторения импульсов ограничивает максимальную дальность однозначного измерения расстояния. Чем больше пауза между импульсами, тем больше времени остаётся для приёма отражённого сигнала от удалённых целей.

Также важной характеристикой является пиковая мощность импульса. Кроме неё анализируются амплитуда вершины импульса, спад мощности и выбросы на фронте сигнала. Эти параметры позволяют оценить качество работы радиолокационной системы.

Рис. 3. Чем длиннее импульс, тем выше его средняя мощность и больше максимальная дальность действия радиолокатора.

Амплитуда импульса и его длительность являются основными параметрами для расчёта полной энергии сигнала. Зная скважность и мощность импульса, можно определить среднюю передаваемую мощность радиолокационной системы.

Рис. 4. Длинные импульсы могут накладываться друг на друга и ухудшать разрешение системы. Короткие импульсы обеспечивают более высокую точность разделения целей.

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

Уравнение радиолокации определяет зависимость между принятой мощностью сигнала, передаваемой мощностью, усилением антенны, эффективной площадью отражения цели и расстоянием до объекта. Поскольку дальность входит в формулу в четвёртой степени, потери мощности сигнала при распространении чрезвычайно велики.

Используя уравнение радиолокации, можно определить минимальный уровень сигнала, необходимый для уверенного обнаружения цели. Для повышения дальности обнаружения часто применяется накопление энергии нескольких импульсов и усреднение шумов.

Чем больше длительность импульса, тем больше энергии он содержит при одинаковой амплитуде. Это позволяет увеличить дальность действия радиолокатора. Однако увеличение длительности импульса ухудшает разрешающую способность системы, поэтому при проектировании всегда требуется компромисс между дальностью и точностью обнаружения объектов.

Продолжение следует…

купить анализатор спектра в Украине