СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2015 Методы формирования и анализа сверхширокополосных сигналов на базе оборудования Keysight Technologies Часть 1 В статье представлен обзор испытательного оборудования компании Keysight Technologies для формирования и анализа сверхширокополосных сигналов. Рассмотрены три основные темы: генерация испытательных сигналов – первая часть статьи, пример искусственного испытательного полигона – вторая часть статьи, оценка и анализ сигналов РЛС – третья часть статьи. Александр Чумадин, Keysight Technologies Для многих сигналов радиолокаци- онных систем (РЛС) характерныширо- кие полосы частот. Для модулирован- ных импульсов, импульсов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) может потребоваться гигагерцовая полоса частот, требующая широкополосного испытательного оборудования. Другим общим требованием к испы- тательному оборудованию для РЛС является низкий уровень фазового шума. Доплеровские РЛС часто изме- ряют скорость изменения фазы во времени, поскольку их радиолокаци- онные импульсы не могут быть доста- точно длинными, чтобы проинтегриро- вать циклы приращения частоты. При выполнении этих прецизионных изме- рений изменения фазы фазовый шум должен быть очень низким, что предъ- являет жёсткие требования к характе- ристикам фазового шума измеритель- ных приборов. Другой проблемой для испытатель- ных систем РЛС могут быть высокие требования к динамическому диапа- зону. Обычно эти требования возни- кают из-за больших потерь сигнала на пути распространения от передатчика до возвратного эхо-сигнала. Многие преимущества использова- ния сжатия импульсов для лучшего раз- решения и однозначного определения дальности часто вызывают необходи- мость синтеза сложных форм испыта- тельных сигналов. В дальнейшем уро- вень сложности увеличивается в связи с необходимостью учёта доплеров- ских сдвигов в РЛС, которые опреде- ляют скорость. Ещё одной проблемой, стоящей перед разработчиками РЛС, являет- ся повсеместное использование РЛС, характеристики которых определяются программным обеспечением. Многие современные типы РЛС требуют тесто- вых сигналов и измерений не только в традиционной аналоговой форме на ВЧ, но и в цифровых форматах. Такое многоформатное испытание представ- ляет реальную проблему при необхо- димости получения хорошего соответ- ствия между результатами измерений цифровых сигналов и аналоговыми измерениями. Полномасштабное испытание систе- мы часто является основной пробле- мой для оборудования РЛС, радиотех- нической разведки (РТР) и радиоэлек- тронной борьбы (РЭБ). Прежде всего, это вопрос стоимости испытательного оборудования. Например, для модели- рования доплеровских сдвигов, меша- ющих эхо-сигналов и других элемен- тов сигнала при испытании бортовой корабельной РЛС управления огнём требуется корабль и несколько испы- тательных самолётов. Чтобы корректно выполнить испытания системы целе- указания, их стоимость может дости- гать десятков тысяч долларов за один час работы. Многие РЛС используют системы с фазированной антенной решёт- кой. Эти антенные системы исполь- зуют распределение моментов време- ни прихода волнового фронта среди многих антенных портов для управ- ления положением главного лепестка диаграммы направленности антенны. Это требует тестовых сигналов и изме- рений, обеспечивающих много кана- лов, фазово-когерентных и фазорегу- лируемых источников сигналов или анализаторов. Так называемая испы- тательная система для многоканаль- ной антенной решётки (Multi-Channel Array Test System) ставит перед инжене- рами-испытателями РЛС вполне реаль- ные проблемы. Рассмотрев некоторые из основ радиолокационных систем и связан- ные с ними проблемы испытаний, остановимся на уникальных свойствах испытательного оборудования ком- пании Keysight, которое значительно облегчает решение некоторых слож- ных испытательных задач. В первой части статьи рассмотрим генерацию тестовых сигналов для РЛС. Г ЕНЕРАЦИЯ ТЕСТОВЫХ СИГНАЛОВ Во многих случаях при разработке и производстве РЛС требуются широко- полосные микроволновые генераторы сигналов. Они используются для таких приложений, как замена стабилизиро- ванного гетеродина (STALO), испыта- ния когерентного гетеродина (COHO) и имитация излучения цели. Создание точной модели сигналов, принимаемых РЛС, является доста- точно сложной задачей. Современные генераторы сигналов и генераторы сиг- налов произвольной формы, использу- ющие цифровую обработку сигналов (ЦОС), способны создавать моделиру- емые сигналы источников излучения и электромагнитную обстановку с реа- листичным ухудшением качества пере- дачи и искажениями в тракте распро- странения сигналов, которые досто- верно моделируют удалённые цели. Однако при использовании готовых генераторов сигналов и сигналов про- извольной формы моделируемые сиг- налы обычно не являются когерентны- ми по отношению к приёмнику РЛС. Несмотря на это, некогерентные сигна- лы являются эффективным средством тестирования пассивных РЛС, мульти- статических РЛС и систем радиоэлек- тронного противодействия (ECM). В прошлом полоса частот была основ- ным ограничением для большинства