Измервания на параметри на радарни станции
- Новини
- Относно компанията
- Продукти, цени
- Статии, рецензии
- Схеми, документация
- Контакти
- ЧЗВ.
Agilent. Измервания на параметри на радарни станции. Бележки за приложението
Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Измервания на мрежов анализатор
PNA-X мрежов анализатор | |
![]() | Бързо и точно характеризиране на пасивни и активни устройства Тестване на S-параметри на импулсни сигнали Еднократно свързване на активни устройства за тестване, включително фигура на шума Тест на инвертора с корекция на грешки 2-, 4- и N-портови конфигурации Еднопосочни и симетрични измервания с истински симетричен стимул Прост инсталация за калибриране с ECal модул |

Фигура 33 - Широколентовият режим на приемане (режим на синхронно приемане) на мрежовия анализатор изисква по-голямата част от импулсната мощност да бъде в рамките на честотната лента на приемане на мрежовия анализатор. Широколентовият режим може да има по-добър динамичен обхват за сигнали с нисък работен цикъл, но ще бъде ограничен в измеримата ширина на импулса поради намаляване на честотната лента
Широколентовият режим има предимството, че няма загуба в динамичния диапазон, когато импулсите имат нисък работен цикъл (дълъг интервал между импулсите). Измерването може да отнеме повече време, но тъй като анализаторът винаги взема проби, когато има импулс, съотношението S/N винаги е постоянно за разлика от работния цикъл. Недостатъкът на този метод е повечениска граница на измерената продължителност на импулса. Тъй като ширината на импулса намалява, енергията на спектъра се разширява и след като достатъчно енергия излезе извън честотната лента на приемника, инструментът не може да открие импулсите правилно. Друг метод се основава на факта, че импулсите не могат да бъдат открити, когато са по-кратки от времето за установяване на приемника. В случая на мрежовия анализатор Agilent PNA-X ограничението на честотната лента е 5 MHz, което съответства на минимална ширина на импулса от приблизително 250 ns.
Теснолентов режим на приемане В теснолентов режим на приемане честотната лента на приемника на мрежовия анализатор е настроена така, че цялата мощност на сигнала с изключение на централния компонент на спектъра се филтрира, както е показано на Фигура 34. Теснолентовият режим на приемане е подобен на режима на линейния спектър на спектралния анализатор, с изключение на това, че анализаторът остава настроен на една конкретна честота. Централният компонент на спектъра представлява RF носещата честота. След филтриране импулсният RF сигнал е синусоидален или NC сигнал. При теснолентовото приемане пробите на анализатора не са синхронизирани с входящите импулси (така че не е необходимо задействане на импулси), следователно методът се нарича също асинхронен режим на придобиване

Фигура 34 - Теснолентов режим на приемане (асинхронен режим на приемане) на мрежовия анализатор използва теснолентов филтър за извличане само на централния компонент на спектъра. Теснолентовият режим няма ограничение за продължителността на импулса
Agilent разработи нов начин за постигане на теснолентово приемане чрез използване на по-широка от нормалната IF честотна лента и уникален метод за нулиранеспектър. Този метод позволява на потребителя да замени динамичния диапазон за скорост, като резултатът почти винаги води до по-бързи измервания от тези, получени без този метод.
Предимството на теснолентовото приемане е, че няма долна граница за продължителността на импулса, тъй като без значение колко широк е спектърът на импулса, по-голямата част от него по някакъв начин се филтрира, оставяйки само централната компонента на спектъра. Недостатък на теснолентовото приемане е, че динамичният обхват на измерване е функция на работния цикъл. Тъй като работният цикъл на импулсите намалява (по-дълъг интервал между импулсите), средната мощност на импулсите намалява, което води до намаляване на съотношението S/N. По този начин динамичният обхват на измерването намалява с намаляване на съотношението. Това явление често се нарича пулсова десенсибилизация. Влошаването на динамичния обхват (в децибели) може да се изрази като 20 × log (работен цикъл). Част от това влошаване може да бъде преодоляно чрез сложна обработка на сигнала. Инструментът PNA X, например, има подобрение на динамичния обхват от 40 децибела спрямо PNA, когато се използва стимул с работен цикъл от 0,001%.
Измервания на мрежов анализатор Има много измервания и функции за индикация, които мрежовият анализатор може да извърши, за да опише поведението на елемент или възел. Тези характеристики включват загуба на вмъкване, групово забавяне, S параметри и промени в същите тези параметри с течение на времето. Фигура 35 показва пример за измерване на вмъкната загуба, извършено както в теснолентов режим на приемане, така и в широколентов режим на приемане на PNA-X. За импулсен RF сигнал с1 µs ширина на импулса и 100 µs TTR, широколентовият метод на приемане извършва измервания 17 пъти по-бързо. Поради предимството на скоростта широколентовият достъп обикновено се предпочита, когато е възможно. Въпреки това, както беше обяснено по-рано, теснолентовият режим може да бъде единственият избор за измерване на тесни импулси с широка честотна лента.

Фигура 35 - Изображението показва сравнение на загубата на вмъкване на превключващия филтър за измервания с помощта на мрежов анализатор PNA-X в широколентов режим за разлика от теснолентов режим. В този пример теснолентовият режим осигурява най-добрия динамичен диапазон, но кой режим е по-добър ще зависи от работния цикъл

Фигура 36 - Ефект на работния цикъл върху динамичния диапазон, показан чрез сравняване на режимите на получаване на широколентов и теснолентов мрежов анализатор

Фигура 37 - Мрежов анализатор като Agilent PNA има четири различни опции за вземане на проби от импулси
Измервания на импулсни точки Измерванията на импулсни точки позволяват на потребителя да измерва изхода на DUT по всяко време по време на импулса чрез прилагане на забавяне във времето между момента, в който източникът/предупреждението създава импулс, и момента, в който приемниците започват да получават данни, както е показано в горния ъгъл на Фигура 37. Продължителността на времето на гейт, през което импулсната енергия е разрешено да премине към приемниците, също може да бъде указана, осигурявайки променлив прозорец за интегриране на приемника . С помощта на този метод е възможно да се начертае честотата на загубата на вмъкване или груповото забавяне за даден период от време в рамките на RF импулс.
ИзмерванияПрофил на импулса Профилирането на импулса е подобно на измерванията на пулсовата точка, с изключение на това, че информацията за измерването се показва във времевия домейн при NC честотата, където времевата ос представлява измерването на пулсовата точка с променливо закъснение във времето (т.е. от начално закъснение до крайно закъснение). Може да се разглежда като извършване на измервания в точката на импулса през цялата продължителност на импулса. Микровълновият инструмент PNA има минимална ширина на строба на приемника от приблизително 20 ns, което води до отлична разделителна способност за анализ на импулсен профил, както е показано в долния ляв пример на Фигура 37. Измерванията на импулсния профил се показват като функция на времето вместо на честотата. Импулсният профил може да се използва за анализиране на явления като спадове на импулса, които компонентите могат да причинят.
Измервания от импулс към импулс Измерванията от импулс към импулс се използват, за да се характеризира как импулсният поток се променя с течение на времето поради променящите се характеристики на DUT. Например термичните ефекти в усилвателя могат да причинят намаляване на усилването и фазови измествания. Резултатите от измерването се показват като модул или фаза спрямо времето, като всяка точка от данни представлява следващия импулс. Точката на измерване остава фиксирана във времето по отношение на началото на импулса. Долният десен пример на Фигура 37 показва поток от импулси, намаляващи по абсолютна стойност поради намаляването на усилването в усилвателя на мощност, докато той се нагрява. Не е необходимо импулсите да се повтарят, стига да има подходящ тригер за импулса. Например, измерванията могат да се правят с различни PRF. Измерванията от импулс към импулс обаче са възможни само в широколентов режим.
Измервания на антената Ефективността на антената е критична за всеки радар. Усилването на антената е най-важната променлива в уравнението за обхвата на радара и следователно влияе пряко върху обхвата. Коефициентът на усилване на антената се определя като съотношението на максималната мощност към мощността от многопосочна антена. Нарича се насоченост на антената. Усилването обикновено се изразява в логаритмични dBi (dB спрямо изотропна антена) и се дава от:
В допълнение към усилването е важно също така да се вземе предвид поляризацията на антената. Поляризациите на предавателната и приемащата антени трябва да съвпадат една с друга, за да се преобразува ефективно сигнала. Видовете поляризация включват елиптична (най-често срещаната), линейна или вертикална и кръгова поляризация. Радарната антена е проектирана да образува насочен лъч. Лъчът не е идеален и има ширина, която се определя като ъгъл между точките при 3 dB, както е показано на Фигура 38. Ширината не е непременно еднаква в хоризонтална и вертикална посока. Например, проследяваща антена може да има тесен лъч, който е еднакъв както хоризонтално, така и вертикално. Търсещата антена обаче може да има лъч, който е тесен по хоризонталната ос, но по-скоро като ветрило във вертикална посока. Ширината на лъча е важно да се вземе предвид заедно с усилването на антената, тъй като те са свързани помежду си. Тъй като лъчът се стеснява, усилването се увеличава поради по-голяма мощност на фокусиране.

Фигура 38 - Много важни характеристики на антената могат да бъдат определени от растерната карта на антената
Конвенционалният радар разчита на механични механизми за управление на лъча. Модерният радар можеизползвайте електронно управлявани антенни решетки, които могат значително да увеличат скоростта и точността на управление на лъча. Измерването на еквисигналната посока (размера на очаквания ъгъл в сравнение с действително измерения ъгъл на максимална мощност) помага за калибриране на посоката на лъча. Точността на управлението на антената ще определи точността, с която може да се разпознае посоката към целта. Страничните лъчи са нежелани елементи за формиране на лъч, които предават енергия в нежелани посоки, както е показано на Фигура 38. Страничните лъчи обикновено са незначителни, но могат да бъдат измерени спрямо техните теоретични граници за даден дизайн на антената. Желателно е страничните пластини да са малки, за да се избегнат фалшиви отражения от обекти в близост до антената. В допълнение към усилването, поляризацията, широчината на лъча, еквисигнала и страничните облъчвания, други измервания обикновено се правят на антената, включително честотна характеристика и импеданс.
Сравнение на теста за далечно и близко поле на антена Има два различни типа конфигурации, които могат да се използват за тестване на антени: далечно поле и близко поле, както е показано на Фигура 39. Всяка има своите предимства и недостатъци.

Фигура 39 - Измерванията на антената могат да бъдат направени с помощта на приближения на далечно или близко поле. Тестването на далечно поле е по-просто и по-бързо, но изисква голяма площ. Проверката на близко поле изисква сложни изчисления, може да отнеме повече време за изпълнение, но изисква по-малко място
Далечното поле на антената обикновено работи на големи разстояния между източника и приемната антена. Антените излъчват вълна със сферичен фронт,но на големи разстояния един от друг, сферичният вълнов фронт става почти плосък при отвора на приемната антена. Антените трябва да бъдат разделени, за да се симулира плосък вълнов фронт, за да се намалят грешките при приемане. Критерият за далечно поле обикновено се приема като R>gt; 2D 2 / λ, което позволява промяна на фазата при отваряне на тестваната антена (PA) от 22,5 градуса. Близкото поле на антената обикновено работи на много по-къси разстояния между източника и приемната антена. Много близо до равнината на антената, полето е реактивно по природа и се разпада по-бързо, отколкото в междинната зона. Измерванията на близкото поле се извършват в междинната зона, определена от израза λ /2 Π 2 / λ. Измерванията в близко поле включват събиране на големи количества данни и анализ на трансформация за получаване на резултат в далечно поле.
Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |