Diese Ideen waren die Grundlage für die Entwicklung des neuen agilen UXG-Signalgenerators von Keysight (Abbildung 1). Die UXG-Architektur verwendet einen Direct Digital Synthesizer (DDS) und eine neue Schalttechnologie, um einen idealen Signalgenerator für Anwendungen zu schaffen, die ein agiles LO erfordern oder hochrealistische elektronische Kriegsumgebungen simulieren müssen. Dieser DDS basiert auf einem von Keysight entwickelten Digital-Analog-Wandler (DAC), der erhebliche Verbesserungen des Dynamikbereichs und des Phasenrauschens bietet.
Reinheit, Agilität und Schnelligkeit im Design
Die Funktionen und Fähigkeiten des UXG basieren auf drei innovativen Technologien:
• DDS-basierte Signalerzeugung mit einer außergewöhnlichen Kombination aus Reinheit und Bandbreite von 10 MHz bis 20 oder 40 GHz
• Halbleiterschalter, die Ausgangspegel in nur 600 ns über weite Amplitudenbereiche mit präziser Zeitausrichtung ändern
• Direkte Unterstützung für Pulse Descriptor Words (PDWs), die natürliche Sprache von Ingenieuren der elektronischen Kriegsführung, um die effiziente Erstellung komplexer und präziser Ausgaben zu erleichtern
Das Blockdiagramm in Abbildung 2 veranschaulicht die DDS-basierte Architektur des UXG. Der Kern des DDS ist ein Hochgeschwindigkeits-DAC, der mit einer ausreichend hohen Frequenz und einer ausreichend großen Bandbreite arbeitet, um die Anzahl der Aufwärtskonvertierungsstufen zu minimieren. Eine Matrix aus Verdopplern und Filtern dient dazu, das Signal bis zu einer maximalen Frequenz von 40 GHz zu vervielfachen.
Der DAC umspannt eine bei 1 GHz zentrierte Oktave und bietet grundlegende Verbesserungen im Dynamikbereich und im Phasenrauschen. Daher ist es in der Lage, Signale von großer Reinheit zu erzeugen (Abbildung 3).
Diese Funktionen werden mit branchenführender Schaltgeschwindigkeit und mit sehr geringer Latenz für Frequenzänderungsbefehle erreicht. Beispielsweise kann die Frequenz auf nur 100 ns aktualisiert werden. Je nach gewähltem Gerätemodus kann die Verzögerung zwischen externen Befehlen und Frequenzänderungen (z. B. Latenz) nur 250 ns betragen. Darüber hinaus kann das UXG stark schwankende Frequenzen erzeugen, die 10–25 % der Trägerfrequenz umfassen.
Die Simulation von Bedrohungen durch elektronische Kriegsführung erfordert eine hohe Amplitudenagilität entsprechend der Frequenzagilität der Quelle. Dazu müssen Sie das Schalten von Solid-State-Dimmer koordinieren, was das UXG mithilfe von MMiC-NanoFET-Geräten tut, die von Keysight erfunden und hergestellt werden.
Diese neuen Schalter sind für Millimeter- und Mikrowellenfrequenzen ausgelegt und schwingen schnell genug ein, um die Impulsformverzerrung zu minimieren. Der resultierende agile Amplitudenbereich von 80 dB kann zwischen Ausgangspegeln von 0 bis -120 dBm verwendet werden, um eine Vielzahl von Bedrohungsszenarien zu adressieren. Um Kosten und Kapazität für unterschiedliche Anwendungen zu optimieren, ist der agile Solid-State-Dimmer optional.
Für bestimmte Szenarien ist es wichtig, bestimmte Phasen- und Frequenzbeziehungen aufrechtzuerhalten, während Signale gepulst oder frequenzgesprungen werden oder wenn Signale in einer Sequenz verschachtelt werden, um eine Bedrohungsumgebung zu simulieren.
Das UXG kann jeden Frequenz- oder Phasenpfad erzeugen, ohne die Frequenz- oder Amplitudenbeweglichkeit einzuschränken. Es kann auch jede gewünschte Beziehung aufrechterhalten, wenn sich Impuls-, Amplituden- und Frequenzeigenschaften ändern und wenn Signale ein- oder ausgeschaltet werden.
Darüber hinaus können mehrere UXGs über Taktgeber und Trigger verknüpft werden, um eine Phasenkohärenz über mehrere Quellen bereitzustellen, wodurch Richtantennen simuliert oder Einfallswinkelpfade während der Bewertung von Peilempfängern erzeugt werden.
Vermeiden Sie Überraschungen in späteren Entwicklungsstadien
Die Umgebung der elektronischen Kriegsführung wechselt ständig zwischen der Entwicklung/Implementierung verbesserter Systeme und der Analyse/Gegenmaßnahmen, die notwendig sind, um mit diesen Systemen fertig zu werden.
Die DAC-basierte DDS-Architektur des UXG bietet sehr interessante Vorteile für Anwendungen der elektronischen Kriegsführung, unabhängig davon, ob sie agile LOs generiert oder PDW-basierte Umgebungen der elektronischen Kriegsführung simuliert:
• Qualität der Signale. Das UXG erzeugt Signale mit wenigen Störsignalen und ohne Phasenrauschplateau, das für Systeme charakteristisch ist, die Phasenregelkreise (PLL) anstelle von DDS verwenden.
• Sehr hohe Agilität in Frequenz, Amplitude und Phase. Diese drei Aspekte des Signalausgangs können in nur 100 ns aktualisiert werden.
• Unterstützung mehrerer Signale und komplexer Szenarien. Probensequenzen können mehrere Emitter aus einer einzigen Quelle darstellen.
• Phasenwiederholbarkeit. Signalerzeugungsberechnungen umfassen Phasenakkumulatoren, die mit einer beliebigen Phasenbeziehung programmiert sind.
• Anpassung an die Entwicklung von Bedrohungen. Die Agilität und Flexibilität des UXG ermöglichen es, die entsprechenden Merkmale der modernen Bedrohungsumgebung zu simulieren und sich an sich ändernde Bedrohungen anzupassen.
• Der kürzeste Weg von der Impulsanforderung bis zur eigentlichen Signalausgabe. Das UXG kann komplexe gepulste und dynamische Signale direkt reproduzieren, indem es sie mathematisch aus den gewünschten Pulscharakteristiken erzeugt. Dieser letzte Aspekt ist wichtig: Die UXG versteht PDWs direkt. Jedes Wort beschreibt alle Parameter eines Pulses: Frequenz, Dauer, Amplitude, Fluktuation und mehr. Es ist möglich, PDW-Tabellen in UXG zu übertragen und komplexe Sequenzen mit hoher Geschwindigkeit zu erstellen. Jeder Impuls kann bis zu 5 ns lang sein, mit Anstiegs-/Abfallzeiten von 1 ns und einem Ein-/Aus-Verhältnis von 80 dB. Markerausgänge koordinieren die Ausführung von PDWs mit anderen Geräten, und PDW-Sequenzen können ausgelöst und geregelt werden, indem externe Trigger an das UXG gesendet werden.
Mit diesen Fähigkeiten ermöglicht das UXG umfangreiche und realistische Tests zu einem frühen Zeitpunkt des Designprozesses, sodass Ingenieure die Leistung eines Systems optimieren und überprüfen können, bevor es zu Kosten, potenziellen Verzögerungen und einer schlechten Testwiederholbarkeit kommt. Sie reduzieren auch die Zeit, die vom Sammeln neuer Signalinformationen bis zum Erstellen realistischer simulierter Bedrohungen benötigt wird, erheblich.
näher an der Realität
Bei der Entwicklung und Neuprogrammierung von Missionsdaten ermöglichen bessere und schnellere Tests ein größeres Vertrauen in die Leistung elektronischer Kampfsysteme.
Mit dem agilen UXG-Signalgenerator von Keysight können Ingenieure der elektronischen Kriegsführung is
komplexe Abendessen, wenn sie sie brauchen.
Als Produkt ist das UXG ein leistungsstarkes Modul, das sowohl als zuverlässiges LO als auch als skalierbarer Bedrohungssimulator fungiert. Und da UXG dieselbe Sprache wie elektronische Kampfsysteme verwendet, ermöglicht es eine schnellere Integration neu gewonnener Informationen in aktualisierte Signalszenarien. Mit unübertroffener Leistung in Bezug auf Schaltgeschwindigkeit und Phasenrauschen ermöglicht Ihnen das UXG, immer komplexere Simulationen zu erstellen und der Realität noch näher zu kommen.
Weitere Informationen finden Sie unter www.keysight.com/find/UXG.
