Потоковая передача дескрипторов импульсов с помощью генератора R&S®SMW200A

Измерительная задача

Сценарии РЛС часто рассчитываются с использованием программных инструментов, таких как ПО R&S®Pulse Sequencer. Это удобное решение для НИОКР, а также поверки радиолокационного оборудования. Пользователи могут быстро менять параметры и гибко формировать сценарий РЛС.

Для эксплуатационных испытаний разработчикам РЛС часто необходимо создавать сверхдлительные радиолокационные сценарии, которые учитывают сложные условия радиоэлектронной борьбы (РЭБ) с высокой плотностью импульсов. Сценарии могут базироваться как на прежних имитационных данных, так и на текущих записях. Они часто хранятся в виде списков дескрипторов импульсов (PDW) на регистраторе. Дескрипторы PDW содержат параметры сигнала РЛС для каждого импульса вместе с отметкой времени, определяющей время начала импульса.

Испытания системного уровня часто выполняются в программно-аппаратной среде. Оценивается выходной сигнал испытуемого устройства (ИУ), который влияет на входной сигнал этого же устройства, поэтому сценарии необходимо рассчитывать в реальном масштабе времени. Для этого требуются высокоэффективные имитационные механизмы, которые рассчитывают PDW на базе выходного сигнала ИУ.

Для эксплуатационных испытаний и испытаний системного уровня разработчикам РЛС требуется источник ВЧ-сигналов, способный принимать поток дескрипторов PDW, например, по локальной сети, интерпретировать их и генерировать на их основе радиолокационный сигнал.

Решение компании Rohde & Schwarz

Прибор R&S®SMW200A используется в качестве источника быстроизменяющегося сигнала, формирующего сложные условия РЭБ в пределах полосы модулирующих сигналов 2 ГГц с ВЧ-частотой до 44 ГГц. Он формирует импульсные сигналы с I/Q-модуляцией, быстроизменяющиеся сигналы и классические импульсные сигналы на основе передаваемого потока дескрипторов PDW. R&S®SMW200A принимает поток дескрипторов PDW из имитатора радиолокационных сигналов по LAN. Эффективные аппаратные средства формирования модулирующих сигналов интерпретируют дескрипторы PDW и на основе описаний импульсов генерируют ВЧ-сигнал в нужные моменты времени, указанные в дескрипторах. Прибор R&S®SMW200A может выполнять обработку и формировать импульсы на основе шести параллельных потоков дескрипторов PDW с максимальной скоростью до 2 млн импульсов/с или 2 MPDW/с для каждого из потоков.

Синхронизация с ИУ легко обеспечивается с помощью типичных опорных сигналов (частотой 10 МГц или 1 ГГц) и сигналов маркеров, таких как маркер импульса, пре- или пост-маркер.

Формат PDW компании Rohde & Schwarz

Один дескриптор PDW, представляющий один импульс, имеет фиксированную длину и содержит такую информацию, как время прихода сигнала, смещение частоты, смещение амплитуды, длительность и параметры модуляции импульса. Эта информация может использоваться для формирования классического импульса (данных реального масштаба времени) или сегмента I/Q-сигнала (идентификационного номера сигнала). Дополнительное расширение формата PDW позволяет задавать различные формы фронта и пакеты повторяющихся импульсов.

Потоковая передача классических PDW (данных реального масштаба времени)

В случае дескрипторов PDW, содержащих только классические импульсные сигналы, пользователь получает преимущество за счет формирования сигнала в реальном масштабе времени широкополосными аппаратными средствами для модулирующих сигналов (R&S®SMW200A).

Немодулированные импульсы, импульсы с кодом Баркера, ЛЧМ-импульсы формируются в реальном масштабе времени с учетом смещения частоты и амплитуды на основе параметров, определенных в PDW, на базе реального масштаба времени. Время начала импульса определяется меткой времени прихода сигнала, содержащейся в PDW.

Потоковая передача управляющих дескрипторов PDW

Посредством управляющих дескрипторов PDW пользователь может непосредственно управлять ВЧ-оборудованием прибора R&S®SMW200A без остановки потока данных. Управляющие дескрипторы PDW дают возможность менять абсолютную радиочастоту (например, с X-диапазона на C-диапазон, чтобы имитировать различные радиолокационные диапазоны) или уровень ВЧ-сигнала (например, с 0 дБмВт на –20 дБмВт, чтобы имитировать различные уровни эквивалентной изотропно излучаемой мощности излучателей) прибора без передачи дополнительных команд дистанционного управления.

Пользователь может использовать весь радиочастотный диапазон и динамический диапазон ВЧ-оборудования и переключать радиочастоту, чтобы охватить различные диапазоны радаров. Посредством внедрения этих управляющих команд в поток можно точно определить начальный момент изменения с использованием метки времени прихода сигнала. Сигнал можно менять предсказуемым и стабильным образом. Команда выполняется по истечении очень короткого периода шумоподавления, а затем дескрипторы PDW можно обрабатывать повторно.

Формирование сигналов с I/Q-модуляцией

Векторный генератор сигналов R&S®SMW200A также может формировать любые импульсные сигналы с I/Q-модуляцией на основе передаваемого потока дескрипторов PDW. Дескриптор PDW может содержать ссылку на предварительно определенный сегмент сигнала, который хранится в памяти цифровых модулирующих сигналов. Это решение дает возможность пользователю сочетать дескрипторы PDW, определяющие классические импульсные сигналы, с современными радиолокационными сигналами, которые описываются I и Q. Информация о времени прихода сигнала определяет начало формирования сигнала. Смещения частоты и амплитуды также применяются в реальном масштабе времени, как определено в PDW.

Формируемые фронты и пакеты импульсов

Уникальной особенностью является то, что форма фронта импульса может указываться в дескрипторе PDW без использования I/Q-сегментов. Доступны такие формы, как прямоугольная, линейная и приподнятый косинус. Эти формы обеспечивают реалистичные ограниченные по полосе пропускания испытания приемников без внешних фильтров. Расширение формата PDW для пакетов импульсов дает возможность указывать PRI и количество повторов для создания множества идентичных импульсов с помощью одного дескриптора PDW.

Имитация наложения импульсов нескольких излучателей

Для создания сложной испытательной среды генератор сигналов должен поддерживать имитацию одновременно нескольких излучателей и выполнять имитацию наложения импульсов.

Прибор R&S®SMW200A, оснащенный двумя широкополосными генераторами модулирующих сигналов (R&S®SMW-B9), может принимать два независимых потока PDW. Установка двух или четырех дополнительных плат обработки данных (R&S®SMW-B15) увеличивает количество одновременных потоков до шести. Потоки PDW, назначенные выделенному ВЧ-выходу, добавляются внутри синхронным образом. Либо все потоки PDW могут направляться на один ВЧ-выход, либо, если установлены два ВЧ-тракта, каждому ВЧ-выходу можно назначить до трех потоков.

Благодаря одному генератору R&S®SMW200A, формирующему до шести потоков (например излучателей), многоканальные схемы становятся компактными и более простыми, а также занимают меньшую площадь.

Интеграция в программно-аппаратные измерительные установки

Программно-аппаратное моделирование — метод испытания, в котором ИУ встраивается в систему имитатора, эмулирующую реальную среду ИУ. При проведении испытаний приемников ИУ обычно подключается к генератору сигналов, который управляется имитатором. Имитатор оценивает выходные данные ИУ на базе входного сигнала, поступающего от генератора сигналов, и настраивает генератор в соответствии с параметрами испытания.

Требованиями к генератору сигналов в программно-аппаратной схеме являются работа в реальном масштабе времени, высокая скорость обновления и малая задержка. Благодаря способности принимать потоки PDW в реальном масштабе времени и малой задержке сигнала от Ethernet-порта до выходного ВЧ-порта генератор R&S®SMW200A идеально подходит для интеграции в такую измерительную установку. В программно-аппаратном моделировании необходима точная синхронизация между всеми устройствами. R&S®SMW200A предоставляет несколько опций для синхронизации с программно-аппаратным имитатором за счет поддержки входа внешнего опорного тактового сигнала, входов сигналов запуска и выходов с пользовательскими маркерами. Для более простой отладки также можно использовать статистические данные по потоку PDW.

Преимущества и ключевые особенности

• Формирование радиолокационных сигналов в реальном масштабе времени для программно-аппаратных испытаний
• Скорость обработки PDW до 12 млн PDW/с для прибора
• Потоковая передача PDW для нескольких излучателей с наложением импульсов в одном устройстве
• Формирование любых сигналов с I/Q-модуляцией
• Испытания с ограниченной полосой пропускания и формированием фронта импульса
• Сверхдлительное время воспроизведения сигнала при минимальных требованиях к памяти
• Два независимых ВЧ-тракта в одном устройстве
• Превосходное качество сигнала