Испытания компонентов, антенн и аккумуляторов для военного применения

Почему приспосабливаемость к сосуществованию и помехам становится все более важной для разработки защищенных радиостанций?

Защищенные радиостанции работают в перегруженных (например, правоохранительные органы при работе в городе) и даже в конфликтных условиях (например, военные при выполнении боевых задач). Чтобы проанализировать и оптимизировать конструкцию защищенных радиостанций в отношении этих угроз, проводятся испытания на сосуществование, позволяющие в будущем предотвратить потери связи из-за определенных сигналов помех, вызванных другими передачами.

Это особенно важно для радиостанций органов общественной безопасности, поскольку они работают в очень плотном и загруженном спектре, где защищенные протоколы связи должны сосуществовать вместе с коммерческими сигналами, такими как сигналы радиовещания, Wi-Fi, Bluetooth, LTE. При проведении этих эфирных испытаний используются приборы для генерации цифровых или аналоговых паразитных сигналов и проверки того, как приемник работает с искаженным сигналом.

В традиционных аналоговых радиостанциях вооруженных сил или правоохранительных органов конструкция антенны хоть и имела значение, но не критическое, поскольку антенны были в основном крупногабаритные. Новые типы радиостанций, сигнальные протоколы и технологии цифровой связи с меньшими размерами требуют новых усовершенствованных антенн, таких как MIMO, ювелирная конструкция которых требует проведения очень тщательных испытаний. Для этого вида испытаний требуются специальные антенные камеры, точная настройка испытуемого устройства и реалистичная имитация среды, в которой будут работать радиостанции.

На плате программно-конфигурируемой радиостанции содержится множество компонентов: тактовые генераторы, усилители, фильтры, преобразователи, память, шины данных и т. д. Все эти компоненты необходимо выбрать и интегрировать в единое целое, убедившись при этом, что целостность питания и целостность сигналов находятся в приемлемых пределах. Среди прочего, перекрестные помехи между активными и пассивными компонентами, проверка системных часов или рабочих характеристик ФАПЧ SerDes — это испытания, проводимые с помощью таких приборов, как осциллографы, векторные анализаторы цепей анализаторы фазового шума и генераторы, управляемые напряжением.

Чтобы оценить рабочие характеристики аккумуляторной батареи защищенной мобильной радиостанции, например портативной военной радиостанции, разработчик должен иметь представление об уровне заряда батареи, энергопотреблении радиосистемы и состоянии системы управления питанием в конкретных тестовых сценариях. Цель выполнения этих сценариев состоит в определении характера управления и распределения энергии от батареи в системе.

При этом лучшим подходом является эмуляция батареи с различными начальными условиями, автоматизация испытаний рабочих характеристик и подтверждение расхода энергии по сравнению с номинальным или ожидаемым сценарием. Лучший способ проведения испытаний состоит в подключении приборов-эмуляторов элементов питания (например, R&S®NGM200) в цепь питания испытуемого устройства. Эти приборы способны имитировать реальный процесс разряда батареи, состоящей из двух элементов; а при необходимости можно подключить такое количество приборов (параллельно или последовательно), которое позволит имитировать требуемое число элементов.

Наконец, для автоматического запуска тестовых сценариев может использоваться внешнее программное обеспечение дистанционного управления приборами; ПО нагружает систему управления батареей (BMS) сценариями, которые позволяют подтвердить ее хорошие рабочие характеристики.