Uso flexível do disparo dos osciloscópios Rohde & Schwarz para análise precisa de sinais de radar

Os osciloscópios são cada vez mais usados para analisar sinais pulsados, como sinais de radar para aplicações aeroespaciais e de defesa, bem como automotivas. A ampla largura de banda de análise dos osciloscópios e os recursos de disparo múltiplo os tornam uma boa ferramenta para a crescente demanda por larguras de banda maiores e precisão na sensibilidade de sinal nessas aplicações. O software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE é uma ferramenta poderosa para análise abrangente de diversos sinais, fornecendo suporte completo para o sistema de disparo avançado do osciloscópio Rohde & Schwarz. Ajustar as configurações de disparo permite isolar os pulsos e sequências de pulsos e executar a análise completa do pulso usando o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE.

Sua tarefa

Módulos avançados de radar automotivo usam sinais de onda contínua modulada por frequência (FMCW) ou sequências de chirps. Para poder analisar esses sinais, é necessário capturar as sequências inteiras de chirps antes de analisar os chirps individuais. Como muitas vezes os tempos de desativação do sinal FMCW são significativamente mais longos do que as sequências de chirps, detectar com precisão o início da sequência de chirps é essencial para limitar a análise à porção de interesse do sinal e para melhorar a velocidade da análise. Esta ficha de aplicação mostra como o software R&S®VSE pode ser configurado para aproveitar ao máximo os recursos de disparo do osciloscópio da Rohde & Schwarz para disparo preciso no início da sequência de chirps de um sinal de radar automotivo em situações reais.

Fig. 1: Configuração do modo de disparo manual na opção de análise de transiente do R&S®VSE-K60.

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Fig. 1: Configuração do modo de disparo manual na opção de análise de transiente do R&S®VSE-K60.

A solução da Rohde & Schwarz

O software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE proporciona suporte total para todos os osciloscópios da Rohde & Schwarz. Os usuários podem aproveitar as vantagens do sistema avançado de disparo do osciloscópio e configurar o tipo de disparo mais adequado a fim de garantir a detecção precisa dos sinais de interesse. Para ativar o suporte de disparo do osciloscópio no software R&S®VSE, abra as configurações de disparo no canal de medição ativo em Input & Output ►Trigger e altere a fonte de disparo para Manual (veja a fig. 1).

Fig. 2: Alteração para o modo local para controlar o osciloscópio e ajustar as configurações de disparo.

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Fig. 2: Alteração para o modo local para controlar o osciloscópio e ajustar as configurações de disparo.

Depois de alterar o modo de disparo para Manual no software R&S®VSE, o usuário também pode ajustar as configurações de disparo com as ferramentas integradas do osciloscópio para isolar os pulsos para análise. Simplesmente pressione o botão Local na tela principal do osciloscópio para acessar a interface do usuário do osciloscópio e realizar as alterações desejadas (veja a fig. 2).

Por exemplo, os operadores podem simplesmente selecionar o tipo de disparo mais apropriado (como borda, largura, janela) ou definir uma configuração de disparo mais complexa exclusiva para osciloscópios (por exemplo, disparo A-B-R). Ao fazer uma nova aquisição com o R&S®VSE, o software assume as novas definições de disparo configuradas pelo usuário.

Fig. 3: Configuração de medição para aquisição de sinais de radar automotivo. É feita a conversão descendente do sinal por um mixer de harmônico R&S®FS-Z90 e a análise do sinal no osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP164.

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Fig. 3: Configuração de medição para aquisição de sinais de radar automotivo. É feita a conversão descendente do sinal por um mixer de harmônico R&S®FS-Z90 e a análise do sinal no osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP164.

Aplicação

O exemplo mostra os recursos do software com um sinal de radar automotivo de uma situação real. A fig. 3 mostra a configuração da medição. O sinal do radar automotivo tem uma largura de banda de 3,9 GHz e é gerado por um transceptor de radar na banda entre 77 GHz e 81 GHz, destinado para um radar de curto alcance (SRR). Cada sequência de chirps consiste em 32 chirps. O sinal é transmitido over the air (OTA) e sua conversão descendente é feita pelo mixer de harmônico R&S®FS-Z90 para uma faixa de frequência intermediária dentro da largura de banda de análise do osciloscópio.

Configuração de medição

A primeira etapa para analisar este sinal é selecionar as configurações de disparo apropriadas para analisar a sequência de chirps completa usando o software R&S®VSE com a opção de análise de transiente do R&S®VSE-K60.

Fig. 4: Uso de cursores para medir a sequência de chirps e o tempo de desativação.

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Fig. 4: Uso de cursores para medir a sequência de chirps e o tempo de desativação.

Assume-se que as durações da sequência de chirps e do tempo de desativação são conhecidas e precisam ser medidas. Portanto, o sinal é adquirido intencionalmente com uma subamostragem, assim é possível capturar pelo menos duas sequências de chirps e estimar o tempo de desativação entre elas. A fig. 4 mostra o valor do tempo de desativação de aproximadamente 73 ms e cada sequência de chirps tem uma duração aproximada de 26 ms.

Fig. 5: Configurações de largura do disparo para acionar no início do primeiro chirp da sequência de chirps.

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Fig. 5: Configurações de largura do disparo para acionar no início do primeiro chirp da sequência de chirps.

Configure o disparo de largura com uma polaridade negativa na mesma faixa que o tempo de desativação medido. Essa é uma forma fácil de disparar no início do primeiro chirp da sequência.

Configure o disparo da seguinte forma:

Inicie o R&S®VSE e abra um novo canal de medição de análise de transiente
Configure a frequência central apropriada (neste exemplo, 3 GHz após a conversão descendente)
Configure a largura de banda desejada para a análise (neste exemplo, 4 GHz)
Configure o tempo da medição para capturar uma sequência de chirps inteira (neste exemplo, 30 ms)
Configure o modo de disparo no R&S®VSE como Manual (veja a página 1)
Pressione o botão Local na tela do osciloscópio para controlar o instrumento, abra as configurações do disparo e defina o disparo como mostrado na fig. 5
Retorne ao R&S®VSE e inicie a aquisição

Como mostrado na fig. 6, a sequência de pulso é capturada de forma adequada. Todos os 32 chirps são detectados e suas características são resumidas na tabela de resultados dos chirps. Também é possível se concentrar em um pulso específico e abrir mais medições detalhadas ao selecionar um chirp na tabela de resumo.