【产品应用】可靠灵活地模拟到达角 (AoA) - 使用R&S SMW200A的相位相参多仪器设置
R&S®SMW200A产品介绍 | ||||
可靠灵活地模拟到达角 (AoA) 使用 R&S®SMW200A 的相位相参多仪器设置 | ||||
APPLICATION
应用场景
雷达预警设备安装在各种类型的机载平台（例如飞机和直升机等）以及军舰平台或地面平台上。这种设备可保护平台以及相关操作人员，例如飞行员和军舰工作人员。雷达预警设备旨在检测、测量和识别雷达信号，并向相关人员提供预警，以便能够采取可用对策或实施机动。这类设备还必须具备测向 (DF) 功能，以便识别信号的到达角 (AoA)。为进行测向，平台在不同位置安装多个天线。下变频至中频 (IF) 后， 接收信号被馈入多通道雷达预警接收机并经过中央计算机处理，以便评估各接收信号的幅度、相位和时间差。典型测向技术包括比幅（幅度单脉冲）和干涉测量，以识别雷达信号的特征。
应/用/场/景
CHALLENGE
您在工作中可能面对的挑战
电子战工程师非常希望能使用合适的模拟器生成测试信号，以便模拟 AoA。这在设计阶段一开始就非常重要。但是，通常情况并非如此，而工程师又面临以下问题：
❙ 由于缺乏基础模拟器，测向精度和系统概念的早期验证工作通常被推迟到后期设计阶段
❙ 多通道射频模拟器的幅度和相位稳定性有限
❙ 模拟器性能较差，导致 AoA 模拟不准确
❙ 只能选择使用昂贵且不灵活的定制模拟器，并且产品交付周期较长
❙ 使用复杂或自制软件工具定义场景
❙ 多供应商解决方案缺乏易用性
SOLUTION
罗德与施瓦茨的方案
电子战工程师可以使用多台耦合的 R&S®SMW200A 矢量信号发生器模拟雷达信号的 AoA。使用多台仪器共享本振信号和时钟信号，确保稳定、可重复地模拟各射频端口的相对幅度、相位和时间偏移。经过校准之后，系统可提供定义的参考面，模拟软件可根据所需场景配置各射频端口的相对幅度、相位或时间偏移。此解决方案可用于验证 AoA 测量设备的性能。
现在，工程师可以使用基于 R&S®SMW200A 矢量信号发生器的理想多通道射频模拟器，并可获得以下优势：
❙ 稳定的多通道射频硬件，创建可重复场景
❙ 使用罗德与施瓦茨校准解决方案进行校准的射频端口和信号相参性参考面
❙ 装置体积小巧，工程师可在工作台上扩展装置以支持两个、四个、六个、八个或更多端口
❙ 商用现成的 (COTS) 测试与测量设备
❙ 罗德与施瓦茨全球客户服务与支持
❙ 确保从设计之初就消除故障风险
❙ 矢量信号发生器支持所有的通用信号或 I/Q 调制基带信号
❙ 通过脉 冲描述字 (PDW) 将场景 数据流传 输至
R&S®SMW200A
❙ 将 R&S®Pulse Sequencer 脉冲序列生成软件预定义的场景数据上传至 R&S®SMW200A
参考解决方案
紧凑型模块化设计
双通道 R&S®SMW200A 矢量信号发生器是多通道装置的核心组成。只需简单地将本振 (LO) 信号和时钟 (CLK) 信号分配给另一台仪器，即可构建相位相参多通道射频模拟器。高级时钟分配概念可确保射频输出端口的基带信号和射频信号高度同步。每台仪器都具有两个高达 20 GHz 的射频路径，确保装置体积小巧，并且可用于工程师的工作台。模拟器可根据被测设备的接收端口数量轻松扩展。具有八个射频端口的模拟器高度仅为 16 HU，可轻松用于小型机架或工程师的工作台面。
也可单独使用先进的 R&S®SMW200A 矢量信号发生器。这种方法确保工程师可灵活应对测试用例。工程师可以在不同项目中使用这款仪器，从而节省成本。它还减少了实验室中信号源的多样性。
精确耦合
本振和高级时钟耦合可确保信号的长期稳定性和可重复性。为确保实现最佳性能，R&S®SMA100B 通过功分器提供超净本振信号。采用星型结构的等长电缆将该信号分配给每台矢量信号发生器的本振输入端口。这可以确保本振信号高度对称。
产品性能
频率捷变
在 2 GHz 内部 I/Q 调制带宽内，R&S®SMW200A 矢量信号发生器可实现超快速跳频。R&S®SMW200A 矢量信号发生器可快速改变基带偏移频率，从而在宽带基带范围内实现频率捷变。它可以生成未调制脉冲信号或调制脉冲。可以使用 R&S®Pulse Sequencer 脉冲序列生成软件或外部模拟器生成信号，并以脉冲描述字 (PDW) 的形式将信号流传输至 R&S®SMW200A。与 R&S®Pulse Sequencer 脉冲序列生成软件结合使用时， R&S®SMW200A 可针对 PDW 信号流提供高达 2 MPDW/s 的脉冲率，或针对频率捷变实现高达3.3 Mpulse/s 的脉冲率。
出色的相位可重复性性能
R&S®SMW200A 可更改基带偏移频率（例如，从 10 GHz 改为 10.25 GHz）或更改载波频率（例如，从 3 GHz 改为 20 GHz），以便切换频率，进而改变频段。各射频端口之间相对相位的可重复性是多通道射频模拟器的关键性能指标，在反复切换频率的情况下更是如此。多台耦合的 R&S®SMW200A 可以提供四个、六个、八个或更多相位相参射频输出信号。根据该关键性能指标，这些仪器具有一流性能，非常适用于模拟多个相位相参信号。下列直方图展示了与初始相位差的偏差。窄分布表示在相位差方面具有出色的可重复性。为获得以下直方图结果，软件根据 „测量性能——频率变化模式“ 图中所示模式切换频率。
长期稳定性
多通道射频系统需要采用稳定的射频硬件。这可以确保信号不会因长期漂移而出现偏差，从而保证较长的校准间隔。高度稳定的射频硬件需要稳定的环境温度。下图显示了在典型的空调实验室环境中进行 72 小时测量。10.25 GHz 微波信号的相位差仅变化 1.5°。
产/品/性/能
PROGRAM
测量程序
ADVANTAGE
特性和优势
多仪器设置
一台 R&S®SMW200A 仪器可以具有两个高达 20 GHz 的射频路径，或一个最高 44 GHz 的射频路径。双通道仪器或多台耦合的 R&S®SMW200A 矢量信号发生器非常适用于生成相位相参信号。双通道仪器能够以相位相参方式耦合射频端口，或将射频端口用作独立信号源。由于仪器采用高级时钟分配和本振耦合机制，因此多个射频端口之间的相对相位可在数天内保持稳定。这使得 R&S®SMW200A 解决方案非常适用于模拟单个或多个发射机信号的 AoA。
雷达模拟器
R&S®SMW200A 矢量信号发生器与 R&S®Pulse Sequencer 脉冲序列生成软件可组成一款功能强大的雷达模拟器解决方案。该模拟器可生成多种雷达场景。用户可以率先使用一个雷达软件包在整个产品开发周期中定义实验室所需的所有雷达测试用例。测试用例涵盖简单的脉冲场景以及移动发射机或多发射机场景。软件支持使用一台仪器或多台耦合仪器模拟 AoA。配置信号的三维预览和实时图形可视化特性有助于工程师迅速熟悉模拟器的多种功能，并从中获益。
R&S®SMW200A 矢量信号发生器还可用作捷变信号源，在2 GHz 基带带宽内生成电子战环境。它可生成 I/Q 调制脉冲信号、具有快速切换能力的捷变信号和来自脉冲描述字PDW数据流的经典脉冲信号。R&S®SMW200A 通过 LAN 从用户的雷达信号模拟器接收流式 PDW。模拟器还可将多个信号流传输至相参耦合的 R&S®SMW200A 以模拟 AoA。强大的基带硬件可计算 PDW，并根据脉冲描述字PDW规定的脉冲到达时间生成射频信号。
准备进行校准
出色的可重复性和可靠的长期稳定性确保可以设置校准，以便在射频输出端口之间实现定义的参考面（幅度、相位和时间）。校准工具仅需补偿射频端口之间稳定的固定相位、幅度和时间偏移。R&S®Port Alignment 端口校正电脑软件和R&S®SMW-K545 自动化射频端口校正选件非常适用于完成此任务。该解决方案为 R&S®SMW200A 运行经过优化的预定义校准程序。用户可以方便地定义射频频率、所用带宽和电平范围以进行校准。软件与网络分析仪可自动确定所有射频端口的校正系数。此解决方案可节省时间和成本。用户可以专注地进行测试，无需编校准程序。
灵活利用投资
采用软件定义的 R&S®SMW200A 矢量信号发生器具有出色的灵活性，可帮助工程师根据具体应用使用软件自定义配置信号源。工程师可以在不同应用中使用相同信号源，包括简单的矢量信号生成和高端雷达模拟，并获得出色的射频性能。这可以降低成本，并为用户带来灵活性。由于射频硬件基于商用现成的矢量信号发生器，因此可向用户快速交付产品，并提供全球服务支持。R&S®SMW200A 矢量信号发生器是一款理想仪器，尤其适用于要求不断变化的实验室。
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