R&S®SMA100B로 높은 정확도로 반복하는 짧은 펄스 발생

레이더 장비는 언제나 최신 기술을 토대로 정밀하게 설계됩니다. 따라서 레이더 장비의 실제 성능은 가장 정확하고 안정적인 펄스 테스트 신호로만 측정할 수 있습니다. 고품질 펄스 변조기를 탑재한 R&S®SMA100B Analog RF 및 Microwave Signal Generator는 짧은 펄스 변조를 제공합니다. 짧은 펄스까지 지원하는 강력한 폐루프 레벨 제어 개념을 기반으로 100 ns 이상의 펄스 폭에서 뛰어난 정확도와 반복성이 제공됩니다.

목표

짧은 비변조 펄스는 명확한 도플러 추정을 위해 단거리 이미징과 높은 PRF(Pulse Repetition Frequency)의 시나리오에 사용합니다. 펄스 신호의 듀티 사이클은 임의로 변동이 가능하며 몇 퍼센트 범위 내로 쉽게 줄일 수 있습니다. 레이더 장비는 펄스 작업에 최적화되어 있으므로 연속적인 RF 출력을 내보낼 수 없으며, 레벨 변화에 매우 민감합니다. 개별 레이더 구성 요소 또는 모듈의 실제 성능을 측정하기 위해서는 펄스 테스트 신호의 품질이 가장 중요합니다. 펄스는 낮은 듀티 사이클로 인해 간혹 발생하지만 높은 정확도와 반복성이 요구됩니다. 펄스 진폭은 테스트 중 온도 변화로 인한 편차가 발생하지 않아야 합니다.

짧은 펄스 발생
외부 펄스를 사용하는 R&S®SMA100B RF 출력 신호의 과도 응답(11.2 GHz, 100 ns 펄스 폭, 1 % 듀티 사이클)

T&M 솔루션

고성능 펄스 변조기를 탑재한 R&S®SMA100B Analog Microwave Signal Generator는 이러한 사용 목적에 완벽한 솔루션입니다. R&S®SMA100B는 최신 디지털 ALC(Automatic Level Control)로 폐루프 레벨 제어가 되는 펄스를 제공합니다. R&S®SMA100B에 구현된 ALC는 듀티 사이클이 매우 낮은 경우에도 좁은 펄스 레벨(≥ 100 ns 펄스 폭)을 제어할 수 있습니다. 따라서 우수한 레벨 정확성 및 반복성을 보장합니다. 폐루프 레벨 제어의 펄스 폭은 경쟁사 제품보다 10배 더 뛰어나며, R&S®SMF100A보다 5배 더 뛰어납니다.

예제 시나리오의 타이밍
예제 시나리오의 타이밍
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R&S®SMA100B Signal Generator의 펄스 변조기는 샘플 및 홀드 메커니즘 없이 뛰어난 성능을 제공하며 민감한 테스트 기기에 안전한 작동 조건을 보장합니다. 앞 페이지의 그림은 100 ns 펄스 폭 및 1 % 듀티 사이클의 외부 펄스에 대한 R&S®SMA100B의 과도 응답 예를 보여줍니다.

펄스는 높은 레벨 정확도 및 반복성을 갖는 RF 출력에서 즉시 발생합니다. 최고 출력 레벨의 정착 시간은 < 120 μs입니다. CW 레벨로부터 첫 번째 펄스의 최고 출력 레벨 편차는 < 1 dB입니다.

짧은 펄스에 대한 측정 레벨 반복성
11.2 GHz, 100 ns 펄스 폭, 1 % 듀티 사이클, ALC 모드 "Table & on"의 짧은 펄스에 대한 측정 레벨 반복성
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CW로부터 마지막인 최고 출력 레벨의 잔류 편차는 < 0.3 dB입니다. 최신 신호 발생기는 밀리초 대의 과도 응답을 보여줍니다. R&S®SMA100B는 짧은 펄스의 긴 과도 응답을 방지하기 위해 첫 번째 펄스에 대해 내부 정렬 프로세스의 교정 데이터와 ALC의 적분기를 사전 로드하며, 이는 벡터 신호 발생기에서만 사용하는 개념입니다. 폐루프 레벨 제어는 낮은 듀티 사이클의 짧은 펄스에 대해서도 온도에 의한 영향을 효과적으로 제거합니다.

펄스 폭이 최저 100 ns인 짧은 펄스의 레벨 반복성

"Auto" ALC 모드에서 R&S®SMA100B는 최선의 ALC 모드를 자동으로 선택합니다. ALC 루프는 R&S®SMAB-K23 Internal Pulse Generation 옵션의 짧은 펄스 또는 외부 소스의 펄스로 작동합니다. 좁은 펄스에 가장 적합한 모드는 "Table & on"입니다. 이 모드에서는 ALC에 내부 조정 데이터가 사전 로드되며 첫번째 펄스 이후로 컨트롤 루프는 폐쇄됩니다. 따라서 Settling time이 가장 짧아지며 정확도와 반복성은 높아집니다. 왼쪽 하단의 히스토그램은 10분간 측정한 탑 파워 레벨 분배를 보여줍니다.

컨트롤 루프는 연속적으로 실행되며 뛰어난 펄스 대 펄스 반복성으로 모든 레벨 편차를 수정합니다. 이 예제에서 대부분의 탑 파워 레벨은 0.015 dB 범위 내에 있습니다. 펄스 폭은 1 %의 듀티 사이클에서 100 ns입니다.

펄스 폭이 100 ns 미만인 짧은 펄스의 레벨 정확도 및 반복성

100 ns 미만의 펄스 폭에서 R&S®SMA100B는 "Table" ALC 모드를 제공합니다. 이 모드는 폐쇄 피드백 루프를 사용하지 않으며, 개방 루프 레벨 제어를 사용합니다. 교정 값은 내부 조정 테이블에서 가져옵니다. 이 값은 내부 발생 펄스와 외부 소스의 펄스에 모두 적용 가능합니다.

R&S®SMA100B의 펄스 변조기 성능 (R&S®SMAB-K22 옵션 장착 시)
매개변수
최소 펄스 폭 < 20 ns
폐루프 레벨 제어의 최소 펄스 폭
100 ns
상승/하강 시간
5 ns (일반)
측정된 on/off 비율 100 dB

주요 이점

❙ 최저 100 ns 펄스 폭의 짧은 펄스에 대한 폐루프 레벨 제어

❙ RF 포트에서 매우 빠른 과도 응답을 갖는 즉각적 펄스 출력

❙ < 100 ns 펄스 폭의 짧은 펄스에 대한 개방 루프 레벨 제어

❙ 펄스 신호의 뛰어난 절대 레벨 정확도

❙ 펄스 신호의 뛰어난 레벨 반복성

❙ 샘플 및 홀드 메커니즘이 필요하지 않음