СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 84 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2016 Решение проблем измерения характеристик мобильных радаров В статье описан альтернативный усовершенствованный метод междоменного моделирования в единой интегральной среде, позволяющий регистрировать комплексные эффекты, оказывающие влияние на характеристики современных радиолокационных систем. Лу Дингквинг, Keysight Technologies, Inc. Современные РЛС отличаются ис- ключительной сложностью, к тому же им приходится работать с непростыми объектами, использующими новейшие технологии из многих областей совре- менной техники. Точное определение движущихся целей в средах с неодно- родными характеристиками связано с известными трудностями, особен- но, с учётом отрицательного влияния помех на точность измерений. Приме- нение специальных методов моделиро- вания позволяет ускорить разработку за счёт сокращения программы поле- вых испытаний. Такие измерительные решения снижают риски, уменьшают затраты, повышают производитель- ность системы, упрощают её настрой- ку и эксплуатацию. П ОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И СНИЖЕНИЕ СТОИМОСТИ Помехи, возникающие в ходе измере- ния параметровмобильных радаров, соз- дают серьёзные проблемыкак для разра- ботчиков, так и для операторов. В сущно- сти, любая помеха в радиолокационной системе засоряет приёмник нежелатель- нымииотвлекающимишумамиили лож- ной информацией. Такая перегрузка нежелательными даннымине позволяет точноизмерять и анализировать полез- ные данные. Чтобы корректно решить эти проблемы, возникающие в ходе измерения характеристик мобильных РЛС, нужно создать соответствующую модель рабочего сценария. Моделирование сценария в интегральной среде Применение моделирования позво- ляет исключить помехи и гарантирует точность измерения. Метод «Моделиро- вания сценария в интегральной среде» (SFS) реализуется достаточно просто и существенно сокращает сложность испытаний. Применение метода SFS позволяет решить проблемы, возни- кающие в ходе измерения параметров мобильных РЛС. Затраты снижаются, а точность и эффективность существен- но повышаются. Этот метод позволяет моделировать, измерять и точно анали- зировать любой сценарий, за счёт чего достигаются превосходные параметры в физической реализации сценария. Преимущества моделирования сце- нария в интегральной среде: ● возможность моделирования любой системы; ● моностатические наземные системы, сложные мультистатические системы и системы с фазированными антен- ными решётками; ● поддержка движущихся радиолока- ционных передатчиков, приёмни- ков и целей; ● исключение затрат на полевые испы- тания, повышение эффективности, сокращение времени испытаний. Проблемы проектирования Проектирование сложных РЛС связа- но с определёнными трудностями, если учесть сложность рабочей среды и тот факт, что в этих системах всё меньше задач адресуется традиционным радио- частотным схемам, и всё больше функ- ций переносится в схемы обработки модулирующего сигнала. Моделирова- ние множества особенностей рабочей среды, с учётом взаимодействия между цифровым сигнальным процессором (DSP) тракта модулирующего сигнала, ВЧ-трактом и антенной, может порож- дать реальные трудности, если исполь- зовать для этого традиционные методы системного проектирования. При этом нужно, чтобы новые системы, облада- ющие эксплуатационными преимуще- ствами, внедрялись достаточно быстро. Это даёт не только тактические преи- мущества, но и обеспечивает экономи- ческий успех компаниям, способным быстро внедрять свои системы с макси- мальной производительностью и мак- симально широкими возможностями. Разработчикам РЛС нужна платфор- ма для тестирования алгоритмов обра- ботки сигналов в приёмниках РЛС, спо- собная функционировать в сложных рабочих средах. Моделирование отве- чает всем этим требованиям и позволяет проводить испытания в лабораторных условиях. Полевые испытания обреме- нительны для разработчиков. Модели- рование даёт не только наиболее точные результаты, но и предлагает недорогой и удобный способ получения данных. М ОДЕЛИРОВАНИЕ СЦЕНАРИЯ В ИНТЕГРАЛЬНОЙ СРЕДЕ Чтобы лучше понять преимущества этого метода моделирования, рассмо- трим вкратце принцип его работы. Для точного моделирования всех сценари- ев при наличии нескольких разных РЛС, не согласованных между собой, нужно применять универсальные средства моделирования. Стандарт- ные симуляторы опираются на базо- вые предположения, используемые при тестировании РЛС. То есть, независимо от типа РЛС, сигналы всегда передаются некоторой РЛС и принимаются той же РЛС или другими РЛС. При использова- нии метода SFS применяются такие же стандартные предположения. Проектирование с применением SFS Настраивая интегральную среду моделирования, нужно учитывать три аспекта: аспект траектории, аспект антенны и аспект сигнала (см. рис. 1). Три аспекта: ● Аспект траектории. Отслеживает все приёмники и передатчики с учётом их положения, скорости и ускорения. Для расчёта траекторий использует- ся модель платформы РЛС и модель траектории цели. ● Аспект антенны. Отслеживает пара- метры вращения (тангаж, рыскание, крен) и направление луча. Для расчё- та результирующего усиления антен- ны рассчитывается азимутальный угол и угол возвышения цели в коор- динатной системе антенны.