Измерение широкополосных сигналов РЛС и спутниковых систем связи
Обзор
Возрастающей тенденцией в системах спутниковой связи и радиолокации на рынке аэрокосмической и оборонной промышленности является потребность в расширении полосы частот сигналов и анализа и увеличении коэффициента расширения спектра сигналов. Развитие систем спутниковой связи обусловлено требованиями увеличения скорости передачи данных, тогда как современные радиолокационные системы (РЛС) требуют большего коэффициента расширения спектра, чтобы улучшить разрешающую способность по дальности, что, в свою очередь, ведёт к более широким полосам частот модуляции. Современные РЛС также используют более сложные форматы модуляции сигналов, чтобы улучшить разрешающую способность по дальности и уменьшить вероятность перехвата и создания (постановки) помех. Многие РЛС и системы спутниковой связи работают на сверхвысоких частотах (например, в X-, Ku- или Ka-диапазоне), что способствует поддержке более широких полос частот модуляции, увеличению разрешающей способности, а также получению выгоды от использования антенн меньшего размера.
В ряде случаев требования к ширине полосы частот превышают значения полос ПЧ имеющихся на рынке РЧ-анализаторов спектра и векторных анализаторов сигналов. В сочетании с более высокими рабочими частотами это создаёт серьёзный набор проблем для инженеров, занимающихся испытанием передатчиков РЛС и спутниковых систем связи.
Проблема
Быстрое, точное и эффективное с точки зрения затрат измерение характеристик передатчиков РЧ/СВЧ диапазона современных РЛС и спутниковых систем связи является очень сложной задачей. В некоторых случаях (например, при измерении модуля вектора ошибки (EVM)передатчика систем спутниковой связи) выход передатчика не всегда можно измерить непосредственно. Инженеры часто должны надеяться на изготовленный по заказу преобразователь с понижением частоты для переноса сигналов РЧ/СВЧ-диапазона на частоту ПЧ с целью последующего измерения с помощью имеющегося в продаже оборудования.
К сожалению, разовые расходы на инженерные работы, связанные с разработкой, изготовлением и испытанием преобразователя, могут оказаться непродуктивными. Аппаратура преобразователя с понижением частоты также добавляет свои собственные РЧ-искажения, которые могут маскировать реальные характеристики испытуемого передатчика сигналов РЧ/СВЧ диапазона. Более того, может возникнуть искажение, вносящее дополнительный вклад в суммарное значение измеряемого EVM. В результате сложно понять, какая часть значения EVM получена с реального выхода передатчика. При отсутствии других доступных вариантов инженеры остаются с этой неопределённостью в определении погрешности измерения, которая проистекает от этого далеко не идеального подхода.
Решение
Разрешение этой проблемы заключается в нахождении решения, которое позволит непосредственно измерять и анализировать сигналы на выходе передатчиков РЧ/СВЧ-диапазона без использования заказного преобра- зователя с понижением частоты. Идеальным решением для данной задачи является широкополосный осциллограф, который может непосредственно измерять и анализировать сигналы X-, Ku- и Ka-диапазонов (до 32 ГГц) передатчиков современных РЛС и систем спутниковой связи. Использование такого осциллографа не только исключает затраты времени и средств из-за использования заказного преобразователя с понижением частоты, но и освобождает от решения других проблем, таких как калибровка аппаратных средств и коррекция системных искажений и погрешностей в результатах измерений.
Другие аспекты измерения широкополосных сигналов РЛС и систем спутниковой связи, которые обычно представляют некоторую трудность для инженеров, следующие.
– Создание специализированных/собственных широкополосных сигналов. Традиционно создавать такие сигналы для испытания передатчиков было сложно, поскольку часто они не поддерживались имеющимся в продаже оборудованием. В результате инженеры были вынуждены разрабатывать специализированное испытательное оборудование, затрачивая на это много времени и средств.
– Анализ специализированных/ собственных широкополосных сигналов. Сигналы РЛС и систем спутниковой связи могут иметь специализированные или собственные форматы, и могут потребовать до некоторой степени специализированный анализ сигналов.
Нахождение технического решения для испытаний на основе оборудования, имеющегося в продаже, с помощью которого можно создавать и анализироровать специализированные/собственные сигналы с использованием встроенных программных средств, является поэтому первостепенной задачей.
Одно такое техническое решение, предлагаемое компанией Keysight включает высокопроизводительный осциллограф серии 90000Х семейства Infiniium, векторный генератор сигналов серии PSG, генератор сигналов произвольной формы (СПФ) M8190A и программное обеспечение векторного анализа сигналов (VSA). В сочетании эта комбинация аппаратных и программных средств обеспечивает инженеров возможностями и гибкостью, которые им необходимы для проведения измерений широкополосных сигналов РЛС и систем спутниковой связи.
СКАЧАТЬ ПРОДОЛЖЕНИЕ СТАТЬИ
Нашли ошибку? Ctrl + Enter