Componentes para o setor militar, testes de antenas e baterias

Por que a resiliência contra coexistência e interferência estão ganhando importância em designs de rádios seguros?

Os rádios seguros operam em ambientes congestionados (para a aplicação da lei em uma área urbana, por exemplo) e até mesmo desafiadores (em situações de missões militares, por exemplo). Para analisar e otimizar designs de rádios seguros contra essas ameaças, testes de coexistência são realizados com o objetivo de evitar perdas de desempenho de comunicação devido a sinais de interferência específicos causados por outras transmissões.

Isso é especialmente importante para rádios de segurança pública, pois eles operam em espectros muito densos e ativos em que as formas de onda seguras precisam conviver com formas de onda comerciais como radiodifusão, WiFi, Bluetooth, LTE, entre outras. Nesses testes, instrumentos over the air (OTA) são utilizados para gerar sinais espúrios analógicos ou digitais e verificar como o receptor gerencia o sinal distorcido.

Em rádios analógicos de instituições de aplicação da lei e militares tradicionais, o design das antenas era relevante, mas não decisivo, pois elas geralmente tinham tamanhos grandes. Novos designs de rádios, formas de onda e tecnologias de comunicações digitais em tamanhos menores requerem novas antenas avançadas conhecidas como MIMO, cujo design sofisticado exige testes exaustivos. Esses tipos de testes requerem câmaras de antena específicas configuradas precisamente para o dispositivo em teste e capazes de emular de maneira realista o ambiente em que os rádios irão operar.

Há diversos componentes em um módulo de rádios definidos por software: clocks, amplificadores, filtros, conversores, memórias, barramentos de dados, etc. Todos esses componentes têm que ser selecionados e integrados para assegurar que a integridade de sinal e de potência seja mantida dentro de margens aceitáveis. Entre outros, diafonia entre componentes ativos e passivos, verificação de clock em sistemas ou testes de desempenho SerDes em anel de bloqueamento de fase (PLL) são realizados com instrumentos como osciloscópios, analisadores de rede vetorial, analisadores de ruído de fase e osciladores controlados por tensão.

Para avaliar o desempenho de bateria de um rádio seguro em comunicações móveis, em um rádio portátil militar, por exemplo, o desenvolvedor precisa compreender o nível de potência da bateria, o consumo de energia do sistema de rádio e o estado do sistema de gerenciamento de energia em casos de teste específicos: nesses casos, o objetivo do teste realizado é determinar como a energia da bateria é gerenciada e fornecida ao sistema.

A melhor abordagem é emular a bateria em diferentes condições iniciais, testes de desempenho automatizados e evidenciar como a energia é drenada em comparação com a situação especificada ou esperada. O melhor procedimento é conectar instrumentos emuladores de células (como o R&S®NGM200) na fonte de energia do dispositivo em teste. Esses instrumentos podem simular o comportamento real de drenagem da bateria para até duas células, mais instrumentos podem ser conectados paralelamente e em série com o objetivo de emular tantas células quanto desejado.

Finalmente, o software de controle remoto de instrumentos externos pode ser utilizado para executar automaticamente casos de teste para sobrecarregar o sistema de gerenciamento de bateria nas situações em que o gerenciamento de baterias (BMS) precisa comprovar seu bom desempenho.