行业新闻
Group news
江苏宏丰木业有限公司    您的位置: 首页  >  行业新闻  >  正文

多功能雷达增加测试成本模组化测试平台满足需求

2019年11月01日 文章来源:网络整理 热度:179℃ 作者:刘英

?Shivansh Chaudhary/Lennart Berlin?

目前的雷达系统往往需经过进阶测试与验证,才能确保该系统可在复杂且混乱的通讯环境下正常运作,同时确定该系统完全符合效能规格,并可进一步充分发挥其效能特性。工程师在针对雷达系统设定自动测试时,评估系统中最重要的仪器为RF/微波讯号产生器与频谱分析器。讯号产生器可做为测试讯号源,用以精确模拟作业环境,而基本函式产生器则可驱动讯号产生器的脉冲和AM与FM电路。接收器中天线所接收的微弱讯号,透过具备高动态范围与低相位杂讯的频谱分析器,便可侦测与放大。

雷达系统考验接收器杂讯水准

近期雷达技术越来越先进,例如主动电子扫描阵列雷达(Active Electronically Scanned Array, AESA)与多功能系统等皆有进展,因此雷达测试需求也变得越来越具挑战性。本将说明这些挑战,并介绍目前可执行新一代雷达测试自动测试设备(Automated Test Equipment, ATE)系统的测试需求。

目前的雷达系统必需能在复杂无比的讯号环境下达成目标,因此必须使用失真度比以往更低的接收器。为满足最严格的接收器规格,测试需要一个可以产生低相位杂讯的讯号,且需具备优异的杂波与谐波效能。由于直接将数位域转换为微波频率有其难度,而反之亦然,因此有项常见的做法便是使用两个以上的局部震荡器(Local Oscillator, LO)来执行多阶段转换。使用多个L时,每一个LO皆必需尽快且紧密地同步化,并彼此锁定相位。如果能在所需的频率上越快执行相位锁定与同步化,整体的测试与量测时间便会越快。同步化在AESA雷达中是特别重要的考量,由于一个AESA雷达中就具有几千个与天线相连的接收器,因此每个接收器都必需经过同步化。

如上所述,测试雷达接收器可藉由多种测试讯号的讯号产生器,涵盖范围从脉波CW至利用频率调变与扫频产生的唧声。一般而言,雷达使用脉波RF/微波讯号来执行测试,而脉波的特性将深深影响系统效能与功能。举例来说,脉波功率会决定目标的范围,而脉宽则会定义目标的空间解析度。在雷达测试与检验中,讯号产生器可做为替换LO的来源,因其低相位杂讯与高频谱精纯度能提供量测接收器更高的动态范围与灵敏度。

有了AESA多功能雷达系统,雷达效能、稳定性与扫描速度得以大幅提升。常见的AESA架构包含数千个传输/接收(T/R)模组,每个模组皆搭载天线。每个T/R模组均需具备精确的相位,并使振幅相符,而这些要求是雷达测试与验证的重大挑战,因此使得设计更加复杂。

Giraffe 4A AESA雷达具备多功能运作弹性

AESA雷达在过去30年间不断演进,不管在讯号处理或RF/微波的技术,都持续推陈出新,例如氮化镓功率放大器、单晶微波积体电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)与毫米波积体电路,皆是为了降低T/R模组成本。不同于传统的机械控制阵列(Mechanically Steered Array, MSA)或被动式电子控制阵列(Passive Electronically Steered Array, PESA)雷达,AESA雷达提供传输/接收模组增益与相位的数位和独立控制功能。此特性在雷达的波束赋形与波束控制的灵敏度上带来极大的优势。AESA雷达与传统雷达相比稳定得多,主要是因为上千个独立的T/R模组取代了单一通道,让雷达得以不在停用整个系统的情况下,还能承受些许故障。

AESA的模组化方法可顺畅地以更高阶的元件取代T/R模组,使效能大幅提升。AESA多功能雷达的其中一个例子,就是Saab推出的Giraffe 4A雷达(Giraffe 4A Radar)(图1)。Giraffe 4A是一款具备多功能运作弹性的软体定义雷达,可让操作人员视情况灵活修改讯号处理任务与波形,并在不同运作模式间切换。Giraffe 4A是绝佳的解决方案,证实在因应雷达测试的挑战时,确实需要模组化雷达的ATE系统。Giraffe 4A雷达分别由3个功能性元件组成:激发器、接收器与天线。测试的主要需求与元件的特性描述如下:

?

图1 Giraffe 4A AESA雷达


图1 Giraffe 4A AESA雷达

激发器

激发器的主要功能是针对接收器产生内部LO,并对传输器产生载波讯号。其所产生的讯号必需稳定,具备低相位杂讯与低混附内容,且能够快速切换频率,因为低混附内容与谐波才能传输排除杂讯的讯号。当清晰的LO讯号穿透接收器,接收器便能在混杂的环境下轻松侦测该讯号。

接收器

接收器的功能为粹取来自天线的微弱反射讯号,在不增添杂讯与失真的情况下将之放大,并传送至处理器执行脉波解压缩/讯号处理。

上一篇:最大化物联网节点容量窄频低功耗网路协定受瞩目


下一篇:关于电路图中每个元件的功能你都知道吗?

友情链接
Links
鸿运国际官网_鸿运国际备用网址