في سيناريوهات اختبار الترددات اللاسلكية الحديثة، لا يعد التشكيل النبضي تقنية جديدة، ولكن عندما يرتفع التردد إلى 21 جيجاهرتز وينضغط عرض النبضة إلى مستوى 100 نانو ثانية، تزداد صعوبة تنفيذ التشكيل أضعافًا مضاعفة. بالنسبة للمهندسين العاملين في مجال الرادار أو الحرب الإلكترونية أو الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، فإن مواصفات تعديل النبض تحدد بشكل مباشر صحة محاكاة الهدف. سوف تتعمق هذه المقالة في تقنية تعديل النبض في مولدات الإشارات بالموجات الدقيقة من ثلاثة أبعاد: مبادئ التنفيذ، والمواصفات الرئيسية، ودقة الاختبار.
بنية التنفيذ الأساسية لتعديل النبضات الأساسية
منطق توليد المغلفات النبضية من الموجات المستمرة
ينطوي تنفيذ تعديل النبض في مولد إشارة الموجات الدقيقة بشكل أساسي على تركيب غلاف نبضي للفيديو على موجة حاملة مستمرة (CW). تستخدم هذه العملية عادةً خلاطًا مزدوجًا متوازنًا أو مفتاح الصمام الثنائي PIN كمكون التعديل الأساسي. عندما تعمل إشارة التحكم في النبض على المغير، يتم تبديل قناة الموجة الحاملة للتردد اللاسلكي بسرعة عالية، مما يشكل تسلسل نبض في المجال الزمني.
في مولدات الإشارات عالية الأداء مثل TFN TG20A, ، غالبًا ما يتضمن مسار تعديل النبض معالجة على مرحلتين: أولاً، يتم إنشاء شكل موجة نبضي دقيق للنطاق الأساسي (مع عرض نبضي وفترة وتأخير يمكن التحكم فيهما) بواسطة المنطق الرقمي، والذي يقوم بعد ذلك بتشغيل مُعدِّل تناظري “لقطع” الموجة الحاملة للتردد اللاسلكي. ويعتمد دعم TG20A لأدنى عرض للنبض يبلغ 100 نانومتر على تحسين سرعة تبديل المغير والمعلمات الطفيلية لدائرة القيادة إلى أقصى درجة.
التآزر بين التعديل الداخلي والخارجي
توفر مولدات إشارة الموجات الصغرية الحديثة عادةً وضعين لتعديل النبض: توليد النبض الداخلي والتشغيل الخارجي TTL. في الوضع الداخلي، ينتج مولد الإشارة المدمج في الجهاز (مثل مصدر النبض 0.1 هرتز - 10 ميجا هرتز الذي يدعمه TG20A) مباشرةً إشارة التحكم في التشكيل، وهو مناسب لمحاكاة نبض الرادار التقليدي. يسمح الوضع الخارجي للمستخدمين بحقن تسلسلات نبضية مخصصة لمحاكاة قطارات النبض المعقدة أو الإشارات ذات التردد المرن.
تجدر الإشارة إلى أن إدخال تأخير الزناد ووضع النبضات المزدوجة يسمح للمهندسين بالتحكم الدقيق في الموضع النسبي للنبضات، وهو أمر بالغ الأهمية لمحاكاة تأثيرات المسارات المتعددة أو إشارات التشويش.
تأثير المواصفات الرئيسية على دقة الاختبار
وقت ارتفاع/انخفاض النبض: مصدر خطأ يتم تجاهله
يركز العديد من المهندسين على عرض النبضة وفترة النبض ولكنهم يهملون وقت ارتفاع/انخفاض غلاف النبضة. عندما تكون هذه المواصفات أسوأ من سرعة الاستجابة المطلوبة للنظام، فإن طاقة التردد اللاسلكي الفعلية تنحرف عن المستطيل المثالي، مما يؤدي إلى تشويه في تكامل الطاقة لأصداء الهدف الراداري. يجب أن يضمن مُعدِّل النبض المثالي أن يكون زمن الصعود/الهبوط أقصر بكثير من عرض النبضة، وعادةً ما يكون في نطاق النانو ثانية. وبفضل تصميم التعديل عالي السرعة، يلبي TG20A احتياجات الاختبار للرادار ذي النبضات الضيقة في هذا البعد.
الدلالة المادية ومزالق القياس لنسبة التشغيل/إيقاف التشغيل
تمثل نسبة التشغيل/إيقاف التشغيل الفرق في طاقة التردد اللاسلكي بين حالتي “تشغيل” المغير و“إيقاف التشغيل”. بالنسبة لاختبارات حجب مستقبل الرادار أو محاكاة التشويش على الحرب الإلكترونية، فإن نسبة التشغيل/إيقاف التشغيل غير الكافية تعني أن “إشارات التسرب في حالة إيقاف التشغيل” قد يُساء تفسيرها على أنها أهداف حقيقية. إن نسبة تشغيل/إيقاف تشغيل ≥65dB (كما هو محدد ل TG20A) هي العتبة المعيارية لمعظم سيناريوهات اختبار النبض؛ وتحت هذه القيمة، يصبح من الصعب تمييز الهدف من أرضية التشويش.
تأثير المجال الزمني لدقة عرض النبضات في المجال الزمني والاضطراب
في رادار دوبلر النبضي، يؤثر الخطأ في عرض النبضة بشكل مباشر على دقة المدى، في حين أن الارتعاش في فترة تكرار النبضات يقلل من قدرة قمع التشويش. يجب أن تقوم مولدات إشارة الموجات الدقيقة بتأمين توقيت النبض باستخدام مرجع ساعة عالي الاستقرار (على سبيل المثال، مصدر مرجعي 10 ميجا هرتز/100 ميجا هرتز). ويدعم TG20A مدخل ساعة خارجية عالية الاستقرار، والتي يمكنها التحكم في أخطاء توقيت النبض إلى مستوى البيكو ثانية، وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص لاختبار الرادار المتماسك.
التحقق من تطبيق تعديل النبض في سيناريوهات الاختبار المعقدة
متطلبات الدقة في محاكاة الهدف بالرادار
إذا أخذنا اختبار رادار AESA كمثال، فإن إشارة التحفيز تحتاج إلى محاكاة عوائد الهدف على مسافات مختلفة وبمقاطع عرضية رادارية مختلفة (RCS). وهذا لا يتطلب عرض نبض قابل للتعديل فحسب، بل يتطلب أيضًا تماسك الطور بين النبضات. يسمح الوضع المركب لتعديل النبض + الناقل المترابط للمهندسين بالحفاظ على استمرارية طور الناقل داخل غلاف النبضة. في هذا السيناريو، يستفيد جهاز TG20A من ضوضاء الطور المنخفضة (-112 ديسيبلc/هرتز عند 10 كيلو هرتز) وخصائص تبديل التردد السريع (300 ميكرو ثانية) لتحقيق محاكاة عالية الدقة للهدف.
إنشاء إشارات التشويش على الحرب الإلكترونية
يتطلب التشويش المخادع في كثير من الأحيان تركيب تعديل التردد الخطي (التضمين الترددي) أو ترميز الطور على النبض. وهنا، يحتاج تعديل النبض إلى العمل بشكل تآزري مع تعديل التردد/المرحلة. تعتمد مولدات إشارة الموجات الصغرية الحديثة بنية تعديل التردد + بوابات النبض لضمان إخراج إشارات I/Q ذات النطاق الأساسي فقط ضمن نافذة النبض. يدعم تعديل النبض في المولد TG20A مصادر الزناد الداخلية/الخارجية ويسمح للمستخدمين بتخصيص تأخيرات الزناد، مما يوفر أساسًا للأجهزة لإنشاء أشكال موجية معقدة للتشويش.
المعايرة وضمان الدقة
تعتمد المحافظة على دقة تعديل النبضات على المدى الطويل على آليات المعايرة الذاتية للأداة وآليات تعويض درجة الحرارة. ونظرًا لعوامل مثل عدم خطية المغير وانحراف درجة الحرارة، يمكن أن يتدهور تسطيح غلاف النبض ونسبة التشغيل/إيقاف التشغيل مع تغيرات تردد التشغيل ودرجة الحرارة. وغالبًا ما تتضمن مولدات الإشارة المتطورة حلقة معايرة لمقياس الطاقة تقوم تلقائيًا بتصحيح جهد محرك المغير أثناء بدء التشغيل وعند نقاط التردد الحرجة. يعمل TG20A ضمن نطاق درجة حرارة من 0 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية، وتضمن خوارزمية المعايرة الداخلية الخاصة به عدم تدهور مواصفات النبض ضمن هذا النطاق.
الخاتمة
لقد تطور تنفيذ التشكيل النبضي في مولدات الإشارات بالموجات الدقيقة من مجرد التحكم البسيط في التشغيل والإيقاف إلى أنظمة التشكيل المترابطة المتطورة والقابلة للبرمجة. بالنسبة لمهندسي الاتصالات، يجب ألا يقتصر اختيار مصدر إشارة النبض على النظر في عرض النطاق الترددي والطاقة فحسب، بل يجب أن يشمل أيضًا تقييمًا أعمق للمواصفات الأساسية مثل وقت الارتفاع ونسبة التشغيل/إيقاف التشغيل ودقة عرض النبضة. يوفر TFN TG20A، مع عرض النبض الضيق الذي يبلغ 100 نانو ثانية، ونسبة تشغيل/إيقاف تشغيل 65 ديسيبل وإمكانية برمجة SCPI الكاملة، إخراج نبضات عالية الدقة قابلة للتكرار ضمن نطاق 21 جيجاهرتز، مما يثبت نفسه كأداة موثوقة لاختبار الرادار والحرب الإلكترونية. ومع توسع التطبيقات في نطاق تردد تيراهيرتز في المستقبل، ستستمر تقنية تعديل النبض في التطور نحو عرض نطاق ترددي أوسع للفيديو ونسب تشغيل/إيقاف أعلى.
إذا كنت تريد معرفة المزيد عن تقنية التعديل النبضي للترددات اللاسلكية أو مولد إشارات الترددات الراديوية TFN TG20A, ، مرحبًا بك في الاتصال بفريق دعم TFN:
البريد الإلكتروني: info@tfngj.com
واتساب: +86-18765219251
أو يمكنك اترك رسالة هنا