Des environnements spectraux de plus en plus complexes
Les systèmes radar et de communication actuels sont confrontés à un environnement spectral de plus en plus complexe et saturé. Le spectre de fréquences peut inclure une myriade d'émetteurs RF et micro-ondes et donc des sources potentielles d'interférences, telles que les infrastructures de communications mobiles, les systèmes de réseaux mobiles et les radars civils. L'évaluation du radar et du matériel de communication dans divers scénarios de signaux aide à caractériser les performances du système en présence de divers signaux interférents.
Pour créer un environnement multi-émetteurs, composé de signaux radar et de signaux de communication, plusieurs générateurs de signaux et éventuellement plusieurs racks d'équipement peuvent être nécessaires. De plus, du matériel et des logiciels personnalisés peuvent également être nécessaires, ce qui peut être coûteux. De plus, les différents racks d'équipements de test peuvent occuper une surface au sol considérable, ce qui les rend difficiles à installer dans certains environnements de laboratoire de R&D.
Une approche alternative utilisant des équipements de test et des logiciels de simulation disponibles dans le commerce peut offrir plusieurs avantages, à la fois en termes de coût et d'espace physique. Une option pour créer des signaux de test multi-émetteurs consiste à utiliser la simulation pour modéliser les formes d'onde, puis à les télécharger dans un générateur de formes d'onde arbitraires (AWG) pour créer les signaux de test physiques. La simulation offre de la flexibilité, car elle permet de modéliser différents types de signaux, par exemple, des émetteurs mobiles (LTE, W-CDMA, EDGE, GSM) et des émetteurs radar avec différents types de modulation d'impulsions. Cependant, certains signaux peuvent être difficiles à recréer à l'aide de la simulation et une meilleure représentation de ceux-ci sera obtenue en les capturant et en les enregistrant pour les lire dans l'environnement du laboratoire. Par exemple, un signal obtenu avec un équipement de test personnalisé traditionnel ou un signal capturé dans un environnement d'exploitation peut être utilisé.
Cet article traite d'une nouvelle approche hybride qui combine des formes d'onde simulées avec des formes d'onde réelles capturées pour créer des signaux de test multi-émetteurs dans l'environnement du laboratoire de R&D. La première partie de cette approche utilise un numériseur à cohérence de phase multicanal pour capturer, enregistrer et analyser les communications et les formes d'onde radar. Les formes d'onde enregistrées sont lues dans la simulation, rééchantillonnées, puis combinées en une seule forme d'onde. La forme d'onde résultante est ensuite téléchargée dans l'un des canaux d'un AWG. Dans la deuxième partie de cette approche hybride, les communications modélisées et les formes d'onde radar sont simulées, rééchantillonnées et combinées pour télécharger la forme d'onde résultante vers l'autre canal AWG. Les deux canaux de l'AWG sont ensuite combinés pour créer un signal de test multi-émetteur composite, composé des émetteurs capturés et des émetteurs simulés.
Capturez, enregistrez et analysez des signaux avec un numériseur multicanal avec cohérence de phase
La configuration de test est utilisée pour capturer et enregistrer diverses formes d'onde, ainsi que pour simuler et créer les signaux de test multi-émetteurs. La configuration de test consiste en un châssis AXIe avec un contrôleur intégré et un logiciel de conception de simulation installé. Un numériseur AXIe à cohérence de phase à huit canaux est utilisé pour capturer les formes d'onde avec une bande passante allant jusqu'à 800 MHz et un AXIe AWG de précision à deux canaux est utilisé pour reproduire les formes d'onde multi-émetteurs. L'analyseur de signal RF illustré ci-dessous à droite est utilisé pour effectuer une conversion descendante à large bande du spectre RF du générateur de signal RF en un spectre IF pour la capture et l'enregistrement avec le numériseur AXIe.
La conversion numérique vers le bas (DDC) du numériseur est utilisée pour régler et amplifier efficacement chaque fréquence centrale et décimer les données numérisées à partir d'une fréquence de passage définie par l'utilisateur. Le logiciel d'analyseur de signal vectoriel (VSA) est ensuite utilisé pour rééchantillonner davantage les données décimées DDC pour les mesures de modulation et de domaine. Cette combinaison de décimation matérielle et logicielle et de rééchantillonnage offre des avantages en termes de vitesse de mesure par rapport aux approches uniquement logicielles. De plus, la décimation DDC matérielle réduit le bruit de mesure pour améliorer les performances de mesure du numériseur. La forme d'onde convertie à la baisse est capturée et enregistrée sur différents canaux et à différentes fréquences centrales à l'aide du numériseur. Ils sont ensuite analysés à l'aide du logiciel VSA. Les formes d'onde capturées et enregistrées consistent en un signal radar affiché à gauche, suivi d'un signal LTE, d'un signal EDGE, d'un signal OFDM personnalisé et d'un signal W-CDMA. Les signaux LTE, EDGE, OFDM personnalisés et W-CDMA sont démodulés pour mesurer leurs amplitudes vectorielles d'erreur (EVM). Leurs constellations et leur puissance dans le domaine du code (W-CDMA) sont également présentées.
Lecture des formes d'onde enregistrées sur le canal 1 de l'AWG
Après avoir capturé et enregistré les cinq formes d'onde sur différents canaux à différentes fréquences, elles peuvent être rééchantillonnées et combinées en une seule forme d'onde dans la simulation, puis téléchargées sur le canal 1 de l'AWG pour la lecture du signal. L'enregistrement multicanal est rééchantillonné et combiné en une seule forme d'onde qui peut être téléchargée sur le canal 1 de l'AWG. La durée effective des signaux captés et enregistrés est fonction de la mémoire physique du numériseur et de la fréquence d'échantillonnage du DDC. La durée effective de la forme d'onde reproduite par l'AWG est fonction de la mémoire physique de l'AWG et de la fréquence d'échantillonnage utilisée.
Simulation d'émetteurs supplémentaires pour les reproduire sur le canal 2 de l'AWG
L'illustration montre un radar en bande L, en bande S et en bande C, ainsi que deux émetteurs W-CDMA supplémentaires qui sont simulés, rééchantillonnés et combinés en une seule forme d'onde. Pour cet exemple, seuls des émetteurs W-CDMA ont été utilisés. Cependant, d'autres émetteurs simulés tels que les émetteurs LTE, GSM, EDGE et WLAN ont été utilisés pour des applications similaires.
La forme d'onde multi-émetteur simulée est ensuite téléchargée sur le canal 2 de l'AWG. Notez que cette capacité n'est pas appliquée en temps réel, car elle est basée sur une simulation.
Signal de test multi-émetteur combinant des émetteurs capturés et simulés
Le spectre de test multi-émetteurs résultant comprend à la fois des émetteurs enregistrés et des émetteurs simulés. Le canal AWG 1 lit les émetteurs capturés et enregistrés, et le canal AWG 2 lit les émetteurs simulés. Un combineur de signal matériel est utilisé pour combiner les sorties du canal 1 et du canal 2 de l'AWG, créant le spectre composite, qui est mesuré à l'aide d'un analyseur de signal RF.
Résumé
Dans cet article, une nouvelle approche de capture et de lecture pour générer des signaux de test multi-émetteurs à l'aide d'une combinaison d'équipements de test et de logiciels de simulation disponibles dans le commerce a été discutée. La première partie de l'approche utilise un numériseur à cohérence de phase multicanal pour capturer et enregistrer des formes d'onde composées de signaux radar, LTE, EDGE, OFDM personnalisés et W-CDMA. Ces formes d'onde sont analysées à l'aide du logiciel VSA avec le numériseur. Les formes d'onde enregistrées sont ensuite lues dans la simulation pour être rééchantillonnées et combinées en une seule forme d'onde, qui est ensuite lue sur le canal 1 de l'AWG de précision. Dans la deuxième partie de l'approche, les émetteurs radar et de communication simulés sont rééchantillonnés et combinés pour les reproduire sur le canal 2 de l'AWG de précision. Les canaux 1 et 2 de l'AWG sont combinés par un combineur de signal matériel pour créer un signal de test multi-émetteur composite, composé à la fois des émetteurs enregistrés et des émetteurs simulés.
Bien que cette capacité soit basée sur la mémoire et limitée par le temps de capture et de lecture, elle offre une flexibilité dans la mesure où elle est capable d'utiliser à la fois des formes d'onde simulées et des formes d'onde réelles capturées qui peuvent être difficiles à modéliser.
Cette approche basée sur des kits prêts à l'emploi offre également des avantages en termes de coût et d'espace par rapport aux approches utilisant des kits de test personnalisés qui nécessitent plusieurs racks. Veuillez noter que le travail décrit dans cet article est un travail préliminaire en cours.
