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矢量信號源在雷達(dá)測試中的應(yīng)用


  來源: EDN電子技術(shù)設(shè)計公眾號 時間:2022-10-20 編輯:清風(fēng)
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Barker pulse實(shí)際上是在脈內(nèi)采用了BPSK調(diào)制,只是調(diào)制源為Barker碼。Barker碼序列是一組特殊的二進(jìn)制比特,目前發(fā)現(xiàn)的Barker長度包括2、3、4、5、7、11和13位。當(dāng)二進(jìn)制比特由0變?yōu)?,或者由1變?yōu)?,載波相位將發(fā)生180°變化,如圖1右所示,給出的就是Barker5 (11101)對應(yīng)的波形示意圖。


圖3. Barker 13脈沖壓縮后的時域波形


Barker pulse經(jīng)過匹配濾波器壓縮后的時域波形如圖3所示,時域邊帶幅度相同,為主瓣脈沖幅度的1/N,N為Barker碼的長度。比如Barker 13,時域邊帶抑制為:20lg(1/13)≈-22dB。


壓縮后的脈寬為τ/N,相當(dāng)于將原脈寬平均分成了N個子脈沖,因此對應(yīng)的脈沖壓縮比為N。而且,由圖3可以觀測到,脈沖壓縮后,不僅脈寬變小了,SNR也改善了,改善了雷達(dá)對微弱回波信號的處理能力。


為什么需要矢量信號源?


脈沖壓縮比和時域邊帶抑制不僅與所使用的脈內(nèi)調(diào)制方式、參數(shù)和接收機(jī)側(cè)匹配濾波器性能、數(shù)據(jù)處理方法有關(guān),還會受到發(fā)射機(jī)鏈路諸如功率放大器等部件以及級間阻抗匹配的影響。在發(fā)射機(jī)開發(fā)階段,通常會使用矢量源信號源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號,脈內(nèi)采用線性調(diào)頻或者Barker碼調(diào)相,以驗(yàn)證射頻前端部件對脈沖參數(shù)造成的影響。


類似地,對于雷達(dá)接收機(jī)鏈路的驗(yàn)證以及信號處理算法的驗(yàn)證,也需要矢量信號源提供標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號。


由此可見,在雷達(dá)收發(fā)機(jī)開發(fā)過程中是需要信號源提供標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號的,而像脈內(nèi)調(diào)頻或調(diào)相的脈沖,采用模擬信號源是很難實(shí)現(xiàn)的,矢量信號源才是最佳選擇,尤其是高帶寬脈沖的產(chǎn)生。這就是為什么在雷達(dá)測試中需要使用矢量信號源的原因。


圖4. 矢量信號源用于雷達(dá)收發(fā)機(jī)測試


如何使用KSW VSG02矢量信號源產(chǎn)生射頻脈沖信號?


圖5. KSW-VSG02矢量信號源


KSW-VSG02具有多個頻率型號,頻率最高可達(dá)44GHz,可配置單個或兩個射頻通道,最高功率高達(dá)+21dBm,2GHz調(diào)制帶寬,優(yōu)異的相噪指標(biāo)(< -146dBc@F = 1GHz,20KHz SSB;(低相噪選件)),助力產(chǎn)生理想的寬帶脈沖信號。


在雷達(dá)信號產(chǎn)生方面,提供了信號波形產(chǎn)生軟件,支持脈沖輪廓編輯、脈內(nèi)調(diào)制、脈沖參數(shù)捷變以及天線模擬等功能,以便更好地滿足用戶豐富多樣的測試需求。


(1)脈沖輪廓:支持矩形、梯形、升余弦、鋸齒等脈沖輪廓,用戶還可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行自定義。


(2)脈內(nèi)調(diào)制:支持線性調(diào)頻、步進(jìn)頻、Barker碼、Frank碼、PSK、QAM等一系列常用的調(diào)制方式,并且支持自定義調(diào)制方式。


(3)參數(shù)捷變:支持脈沖之間幅度、頻率、相位、脈寬、脈重頻等多種參數(shù)的捷變,其中載波頻率和脈重頻還支持隨機(jī)跳變。


(4)天線模擬:在評估天線帶來的影響時,可以使用雷達(dá)信號生成軟件直接生成各式各樣天線偶極子、平面陣及拋物面天線等)及天線不同掃描方式(圓周掃描、扇形掃描、光柵掃描等)對應(yīng)的波形,即使沒有天線實(shí)物,依然可以模擬天線存在時給系統(tǒng)帶來的影響。


(5)支持脈沖描述字(PDW)以及脈沖描述字的實(shí)時傳輸,并與其它主流信號源的PDW兼容。


圖6.雷達(dá)信號產(chǎn)生軟件


總結(jié)


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