Pruebas de componentes, antenas y baterías para comunicaciones militares

¿Por qué la resistencia está contra la coexistencia y la interferencia intencionada se está volviendo más importante para los diseños de los equipos de radio seguros?

Los equipos de radio operan en un entorno congestionado (p. ej. las fuerzas del orden en un área urbana) e incluso en un entorno de disputa (p. ej. militares en una misión). Para analizar y perfeccionar los diseños de radios seguros frente a estas amenazas se realizan pruebas de coexistencia a fin de evitar la pérdida del rendimiento de las comunicaciones debido a señales de interferencias específicas provocadas por otras transmisiones.

Esto es especialmente importante para los radios usados en el área de seguridad pública, ya que operan en espectros muy densos y ocupados, donde las formas de ondas seguras deben coexistir con formas de ondas comerciales, como radiodifusión, Wi-Fi, Bluetooth, LTE, entre otras. Para estas pruebas por aire se utilizan instrumentos para generar señales espurias digitales o analógicas y verificar cómo el receptor maneja la señal distorsionada.

En los radios analógicos militares o policiales tradicionales, el diseño de las antenas era relevante, pero no demasiado importante, ya que en su mayoría eran de gran tamaño. Los nuevos diseños de los equipos de radio, formas de ondas y tecnologías de comunicaciones digitales con diseños más pequeños requieren nuevas antenas avanzadas, como las llamadas MIMO, cuyos excelente diseño exige pruebas muy exhaustivas. Este tipo de pruebas necesita cámaras de antenas específicas configuradas con precisión para el dispositivo bajo prueba y emulando de manera realista el entorno donde operarán los equipos de radio.

Hay muchos componentes en un módulo de radio definido por software: relojes, amplificadores, filtros, convertidores, memoria, buses de datos, etc. Todos estos componentes deben seleccionarse e integrarse para garantizar que la potencia y la integridad de la señal se mantengan dentro de márgenes aceptables. Entre otros, la diafonía entre los componentes activos y pasivos, la verificación del reloj del sistema o el rendimiento del bucle de enganche de fase (PLL) SerDes se prueban con instrumentos como los osciloscopios, analizadores de redes vectoriales, analizadores ruido de fase y osciladores controlados por voltaje.

Para evaluar el rendimiento de la batería de un equipo de radio inalámbrico seguro, por ejemplo un radio portátil militar, el desarrollador debe comprender el nivel de energía de la batería, el consumo de energía del sistema del equipo de radio, y el estado del sistema de gestión de energía en casos de prueba particulares. Para estos casos el objetivo de la prueba conducida es determinar cómo se gestiona y se entrega la energía de la batería al sistema .

El mejor enfoque es emular la batería en diferentes condiciones de inicio, automatizar las pruebas de rendimiento y evidenciar cómo se agota la energía en comparación con el escenario especificado o esperado. La mejor manera de proceder es conectar los instrumentos emuladores de celda (como el R&S®NGM200) a la fuente de poder del dispositivo bajo prueba (DUT). Estos instrumentos pueden simular el comportamiento real del consumo de la batería para hasta dos celdas, y se pueden conectar más instrumentos en paralelo y en serie para emular tantas celdas como se desee.

Finalmente, el software de control remoto de instrumentos externos se puede utilizar para ejecutar automáticamente casos de prueba para sobrecargar el sistema de gestión de la batería (BMS, por sus siglas en inglés) con escenarios en los que el BMS necesite probar su buen rendimiento.