Генерирование ЛЧМ радиоимпульсов с помощью генераторов Anapico RFSG и RFSU серии
Введение
Сигналы с ЛЧМ импульсной модуляцией (ЛЧМ ИМ) широко используются в радиолокации как зондирующий сигнал, так как в отличие от стандартной импульсной модуляции сигналы ЛЧМ ИМ обеспечивают лучшую разрешающую способность по дальности. Вторым популярным применением ЛЧМ ИМ сигналов является имитация эффекта Доплера, связанного с изменением частоты радиочастотного импульса по причине изменения скорости цели.
Для имитации сигналов ЛЧМ ИМ используют аналоговые или векторные генераторы сигналов, далее комбинируют ИМ и ЧМ модуляции в одном генераторе, а некоторые производители имеют отдельную ЛЧМ модуляцию. У решения аналоговых генераторов AnaPico RFSG и RFSU есть два преимущества:
1. Производитель в технических характеристиках на прибор специфицирует параметры модуляции.
В большинстве случаев параметры ЛЧМ ИМ модуляции или Сhirp mod (иностранная литература) не нормируются, производители нормируют отдельно ЧМ, отдельно ИМ модуляцию и отдельно параметры свипирования, и пользователь может только оценочно судить о параметрах ЛЧМ модуляции генератора.
2. Высокое качество параметров ЛЧМ модуляции
Генераторы AnaPico используют технологии ГУН, что позволяет достигать высокой скорости перестройки частоты и широкой полосы девиации. Высококачественный модулятор позволяет генерировать сигналы с ИМ шириной от 10 нс. Это и есть ключевые слагаемые высоких технических характеристик генераторов AnaPico RFSG6, RFSG12, RFSG20 и RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU40.
В этом кратком обзоре будут рассмотрены 4 темы:
- ЛЧМ ИМ модуляция, принцип работы, основные характеристики.
- Параметры ЛЧМ генераторов сигнала AnaPico
- Как установить ЛЧМ модуляцию на генераторе AnaPico через ПК?
- Как установить ЛЧМ модуляцию на генераторе AnaPico через переднюю панель?
ЛЧМ ИМ модуляция
ЛЧМ ИМ модуляция
Сигнал с ЛЧМ модуляцией является сигналом, частота которого изменяется по линейному закону. Если изменение частоты происходит внутри импульса, то речь идет о ЛЧМ ИМ. Критически важными параметрами являются следущие параметры модуляции:
- Девиация частоты - способность сместить частоту на максимальное значение.
- Параметры импульса, мин. макс. ширина импульса, время нарастания, и т.д.
- Наклон, скорость изменения частоты.
Наклон является наиболее важной характеристикой так как современные системы РЛС требуют осуществить широкую девиацию частоты в пределах короткого импульса.
Выполнить требования к ЛЧМ модуляции могут генераторы с высокой скоростью перестройки частоты, качественным импульсным модулятором. В качестве решения могут быть использованы аналоговые или векторные генераторы.
В приложениях, где используются ЛЧМ сигналы, очень часто предъявляются высокие требования к фазовому шуму генератора и выходной мощности, что следует учитывать.
Параметры ЛЧМ генераторов сигнала AnaPico серии RFSG12,20,26 и RFSU6,12,20,26,40
В данном обзоре представлены две серии аналоговых генераторов сигнала AnaPico:
Cерия RFSG
RFSG2, RFSG4, RFSG6, RFSG12, RFSG20, RFSG26 - отличное решение в качестве генераторов сигнала среднего класса.
Cерия RFSU
Серия генераторов RFSU c моделями RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40 - генераторы класса Hi-end, объединяющие в себе ультра-низкий фазовый шум и сверхбыструю перестройку частоты, модуляцию короткими импульсами.
Генератор сигналов RFSG20
Таблица 1: Модели RFSG2, RFSG4, RFSG6
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | - | 10% |
| Время шага | 10 нс | 100 мкс |
| Количество частот | - | 20 000 |
Таблица 2: Модели RFSG12, RFSG20, RFSG26
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | - | 10% от частоты несущей |
| Время шага | 10 нс | 10 000 мкс |
| Наклон | - | 100 МГц/ мкс |
| Количество частот | - | 65 000 |
Генератор сигналов RFSU40
Таблица 3: Модели RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | 1 Гц | 3% от частоты несущей |
| Скорость | 1 Гц | 100 кГц |
| Ширина импульса | 10 мкс | До 1 с |
| Наклон | - | 0.5% / мкс |
| Режим ЛЧМ | Линейный, экспоненциальный, вверх, вниз, двунаправленный | |
Как установить ЛЧМ модуляцию через ПК и программное обеспечение к генераторам AnaPico
Генераторы сигналов AnaPico поставляются с программным обеспечением для управления прибором через ПК SIGNAL GENERATOR GUI, V.211-версия ПО в данном примере.
Существует два способа установить ЛЧМ модуляцию.
1 Способ
Используя графический интерфейс пользователя генераторов сигнала серии RFSG и RFSU устанавливается режим ЛЧМ модуляции.
SIGNAL GENERATOR GUI, 1 способ
Используя вкладу меню MODULATION, пользователь переходит в режим выбора модуляции генератора, далее выбираем режим CHIRP. В подменю управления ЛЧМ модуляцией (CHIRP) пользователь может настроить нужные параметры.
- Сenter Frequency - центральная частота
- SPAN - ширина полосы ЛЧМ модуляции
- Chirp Time - время модулирования частоты
- Repetitions- количество повторений, Infinite- возможность установить бесконечное число повторений
- Disable RF when Idle - отключить ВЧ выход в момент холостого хода
- Direction - выбор типа ЛЧМ сигнала, UP-вверх, DOWN- вниз, Bidirectional-двунаправленный
- ОFF - кнопка вкл/вкл модуляцию
- RF OFF - вкл/выкл РЧ сигнал.
2 Способ
Последовательно задать параметры несущей сигнала, параметры ИМ и параметры ЧМ.
Шаг 1: Установка параметров несущей.
SIGNAL GENERATOR GUI, 2 способ, шаг 1
Используя меню вкладки СW, вводится значения частоты, мощности. Пункт меню Low AM Noise позволяет снизить амплитудный шум, отключим систему ALC. Кнопка RF OFF вкл/выкл РЧ сигнал.
Шаг 2: Установка параметров Импульсной модуляции
SIGNAL GENERATOR GUI, 2 способ, шаг 2
ИМ модуляция может быть выполнена внутренним или внешним источником модуляции Source (External, Internal), также пользователь может выбрать режим ИМ - импульсная модуляция или импульсная последовательность (Pulse Modulation, Pulse Trains). Задаются значение периода и длительность импульсов.
Шаг 3: Установка параметров ЧМ
Выбирается вкладка меню FM, для ЛЧМ модуляции устанавливается тип модуляции Ramp UP или Ramp Down, отдельно устанавливаются параметры девиации и частота модуляции.
SIGNAL GENERATOR GUI, 2 способ, шаг 3
Как установить ЛЧМ модуляцию на генераторе AnaPico через переднюю панель генератора
Используя сенсорную переднюю панель генератора серии RFSU в меню CHIRP устанавливаем параметры модуляции по аналогии с программным обеспечением AnaPico GUI.
Установка ЛЧМ модуляции на генераторе AnaPico через переднюю панель генератора
Меню ЛЧМ модуляции имеет две страницы, отмеченные 1 и 2, на каждой странице задаются необходимые параметры модуляции.
Кнопка ON включает модуляцию. Кнопка RF ON включает сигнал несущей частоты.
Заключение
Генераторы сигналов AnaPico являются универсальным решением для генерирования сигналов с ЛЧМ-модуляцией.
Ключевыми техническими преимуществами решения на основе генераторов AnaPico являются:
- Широкая девиация частоты, 3-10% от частоты несущей
- Сверхбыстрая перестройка частоты, наклон 100 МГц/мкс, или 1 ГГц/10 мкс, перестройка частоты генераторов AnaPico 200 мкс, 25 мкс опция FS
- Качественная импульсная модуляция, ширина импульсов от 10 нс
- Удобный интерфейс пользователя, ЛЧМ модуляция задается через меню ПК или через сенсорный экран генератора по интуитивно понятному интерфейсу меню
Ключевыми не техническими преимуществами являются:
- ЛЧМ модуляция для генераторов RFSG является стандартной комплектацией, пользователь не платит за дополнительную опцию.
- ЛЧМ модуляция для генераторов RFSU поставляется в составе опций сверхбыстрой перестройки частоты и опции MOD (аналоговая модуляция).
- Быстрые сроки поставки
- Цена! За счет использование технологий аналоговых генераторов, решение на ЛЧМ-модуляции AnaPico на 30-50% дешевле, чем аналоги класса.
На выбор пользователя предлагается два решения, генераторы сигналов среднего класса (серия RFSG: RFSG2, RFSG4, RFSG6, RFSG12, RFSG20, RFSG26) и серия генераторов RFSU c моделями RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40 - генераторы класса Hi-end.
Особенность решения в задачах РЛС на основе генераторов AnaPico RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40
Генераторы серии RFSU являются бескомпромиссным решением, объединяя высокие технические характеристики в одной реализации: ультранизкий фазовый шум, сверхбыстрая перестройка частоты, высокая мощность и чистый спектр сигнала. Зачастую ультранизкий фазовый шум и скорость перестройки частоты являются компромиссом, улучшенные опорные генераторы для ультранизкого фазового шума снижают скорость перестройки частоты, но не в случае с генераторами сигналов AnaPico серии RFSU, когда пользователь может получить прибор со следующими характеристиками (для модели RFSU40):
| Характеристика | Значение | |
| Диапазон частот | от 100 кГц до 40 ГГц | |
| Разрешение | 0.001 Гц | |
| Диапазон мощности | -90 до +25 дБм (опция PE4) | |
| Скорость перестройки частоты | 200 мкс (20 мкс опция FS) | |
| Фазовый шум на 1 ГГц: | ||
|
Отстройка 10 Гц |
-87 дБн/Гц | -100 дБн/Гц опция ULN |
| Отстройка 1 кГц | -130 дБн/Гц | |
| Отстройка 20 кГц | -145 дБн/Гц | |
| Отстройка 100 кГц | -150 дБн/Гц | |
В сочетании с ультра-низким фазовым шумом пользователь генераторов моделей RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40 получает качественные параметры импульсной модуляции.
ИМ сигнал на генераторе RFSU40, частота 38.8 ГГц, период 15 нс, длительность 7 нс
Информация для заказа
Генераторы сигналов серии RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40.
Генератор сигналов RFSU20
RFSU — это высокопроизводительный генератор аналоговых сигналов, охватывающий радиочастотные и микроволновые диапазоны частот от 100 кГц (опция 8 кГц) до 6, 12, 75, 20, 26 и 40 ГГц. Сочетание таких характеристик, как хорошая чистота сигнала, сверхнизкий фазовый шум, высокая выходная мощность и высокая скорость переключения, а также их очень компактные габариты, малая масса и низкое энергопотребление делают приборы очень удобными для использования в лабораториях, на производстве и вне помещений.
| Характеристика | Значение |
| Диапазон частот | 100 кГц до 6, 12.75, 20, 26 или 40 ГГц |
| Разрешение установки частоты | 0.001 Гц |
| Динамический диапазон | -20 до +25 дБм, -80 to +25 дБм (опция PE4) |
| Скорость перестройки частоты | 25 мкс |
| Фазовый шум 1 ГГц: 10 Гц | -87 дБн/Гц (-100 дБн/Гц опция LN) |
| Фазовый шум 1 ГГц: 1 кГц | -130 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц:20 кГц | -145 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц:100 кГц | -150 дБн/Гц |
| Гармоники | -30 дБн, -55 дБн (опция FILT) |
| Модуляции | AM, ФM, ФM, ИМ, ЛЧМ |
| Интерфейсы управления | Ethernet, GPIB (SCPI v1990), USB |
ЛЧМ модуляция: Опция MOD+FS
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | 1 Гц | 3% от частоты несущей |
| Скорость | 1 Гц | 100 кГц |
| Ширина импульса | 10 мкс | До 1 с |
| Наклон | 0.5% / мкс | |
| Режим ЛЧМ | Линейный, экспоненциальный, вверх, вниз, двунаправленный |
К заказу принимаются модели RFSU6, RFSU12, RFSU20, RFSU26, RFSU40 c диапазоном частот от 100 кГц до 6,12,20,26,40 ГГц соответственно.
Генераторы сигналов серии RFSG12, RFSG20, RFSG26
Генератор сигналов RFSG20
Серия RFSG12, RFSG20, RFSG26 включает в себя набор очень компактных, портативных моделей аналоговых генераторов сигналов, охватывающих диапазон частот от 9 кГц до 26,5 ГГц. Сочетание хорошей чистоты сигнала, быстрого переключения и широкого динамического диапазона делает эти устройства полезными для различных применений.
Опционально, приборы могут работать с внутренним модулем батареи.
| Характеристика | Значение |
| Диапазон частот | 100 кГц до 12, 20 или 26.5 ГГц |
| Разрешение установки частоты | 0.001 Гц |
| Динамический диапазон | -20 до +15 дБм, -90 до +25 дБм (с опциями PE3 и HP) |
| Разрешение по мощности | 0.01 дБ |
| Скорость перестройки частоты | 400 µs (<30 µs с опцией FS) |
| Фазовый шум 1 ГГц: 10 Гц | -80 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц:1 кГц | -117 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц: 100 кГц | -128 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц: 10 МГц | -150 дБн/Гц |
| Интерфейсы управления | Ethernet, GPIB, USB (SCPI v1999) |
| Модуляции | AM, ЛЧМ, ЧМ, ФМ, ИМ |
| Свипирование | Частота, Список, Мощность |
ЛЧМ модуляция:
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | - | 10% от частоты несущей |
| Время шага | 10 нс | 10 000 мкс |
| Наклон | - | 100 МГц/ мкс |
| Количество частот | - | 65 000 |
К заказу принимаются модели RFSG12, RFSG20, RFSG26 c диапазоном частот от 100 кГц до 12,20,26 ГГц соответственно.
Генераторы сигналов серии RFSG2, RFSG4, RFSG6
RFSG2, RFSG4, RFSG6 — это серия аналоговых генераторов радиочастотных сигналов (источник аналоговых сигналов), охватывающая диапазоны радиочастот от 9 кГц до 2, 4 и 6,1 ГГц. Сочетание таких характеристик, как хорошая чистота сигнала, низкий фазовый шум, быстрая скорость переключения и широкий диапазон выходной мощности, а также их очень компактные габариты, малая масса и низкое энергопотребление делают приборы очень удобными для использования в лабораториях, производственных цехах и на открытом воздухе.
| Характеристика | Значение |
| Диапазон частот | 9 кГц до 2, 4 или 6.1 ГГц |
| Разрешение установки частоты | 0.001 Гц |
| Динамический диапазон | -120 до +17 дБм (с опцией PE3) |
| Разрешение по мощности | 0.01 дБ |
| Скорость перестройки частоты | 400 µs (<30 µs с опцией FS) |
| Фазовый шум 1 ГГц: 10 Гц | -80 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц:1 кГц | -117 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц: 100 кГц | -128 дБн/Гц |
| Фазовый шум 1 ГГц: 10 МГц | -150 дБн/Гц |
| Интерфейсы управления | Ethernet, GPIB, USB (SCPI v1999) |
| Модуляции | AM, ЛЧМ, ЧМ, ФМ, ИМ |
| Свипирование | Частота, Список, Мощность |
ЛЧМ модуляция:
| Параметр | Минимальное значение | Максимальное значение |
| Полоса | - | 10% |
| Время шага | 10 нс | 100 мкс |
| Количество частот | - | 20 000 |
К заказу принимаются модели RFSG2, RFSG4, RFSG6 c диапазоном частот от 9 кГц до 2,4,6.1 ГГц соответственно.