Формирование луча диаграммы направленности АФАР с помощью многоканальных генераторов MCSG
Антенная решетка состоит из отдельных излучателей для передачи или приема сигналов. Для формирования луча диаграммы направленности, требуются генераторы фазово-когерентных сигналов с независимой установкой фазы на канал.
Рисунок 1: Элементы антенной решетки, формирование луча ДН. Многоканальный генератор сигналов MCSG
Технические критерии выбора генератора сигналов для данной задачи:
- Качество когерентности, измеряется рассогласованием фазы не канале
- Количество-каналов
- Параметры сигнала, фазовый шум, негармоники, скорость перестройки частоты, рассогласование по фазе
- Пользовательский интерфейс
- Масса и габаритные параметры
Многоканальные фазово-когерентные генераторы сигналов AnaPico MCSG6, MCSG12, MCSG20, MCSG33, MCSG40 (серия MCSG) могут решить эту задачу. Диапазон рабочих частот генераторов от 300 кГц до 6,12,20,33,40 ГГц в одном модуле 2-4 независимых канала. Прибор выполнен компактном корпусе 1U 19 дюймов. Многоканальные генераторы сигналов серии MCSG обеспечивают высокое разрешение установки фазы и частоты в 16 бит, что помогает в формировании луча, так как высокое разрешение по частоте и фазе позволяет выполнить синхронные многоканальные развертки.
Генераторы сигналов MCSG- универсальное решение поскольку они обеспечивают стабильность фазы, фазовую когерентность и чрезвычайно быструю скорость настройки, а частоту, фазу, амплитуду и модуляцию каждого канала можно программировать независимо. Другие особенности включают компактный дизайн, отличный фазовый шум, высокую выходную мощность, низкую погрешность установки мощности и простоту управления. Краткие технические характеристики представлены в таблице 1.
Рисунок 2: Функциональная схема генераторов сигнала MCSG
Исключительно низкий фазовый шум и высокая корреляция независимых каналов дают превосходную фазовую когерентность, как кратковременную, так и долгосрочную. Цепь синхронизации высокой стабильности, совместно используемая всеми каналами одного устройства, с запатентованными методами точного синтеза частоты, обеспечивает небольшую систематическую погрешность разности фаз между каналами, даже после часов или дней непрерывного использования Рисунок 2 и Рисунок 3. Некоторые приложения требуют более четырех независимых выходов, сохраняющих стабильность фазы в течение длительных периодов времени. Генераторы MCSG6, MCSG12, MCSG20, MCSG33, MCSG40 предлагает выделенный режим синхронизации опорных сигналов, использующий два порта на задней панели для поддержания фазовой согласованности между каскадной группой источников MCSG6, MCSG12, MCSG20, MCSG33, MCSG40. Таким образом, уникальные возможности MCSG6, MCSG12, MCSG20, MCSG33, MCSG40 можно масштабировать практически до любого количества каналов с когерентностью 5 мрад.
Рисунок 3: Погрешность рассогласования по фазе. Синий график между каналами, зеленый между приборами- опора 3 ГГц. Красный между прибора с общей опорой 100 МГц.
Опция PHS-фазово-когегенерентная перестройка частоты, позволят пользователю восстановить начальную фазы между каналами для формирования луча. Не требуется калибровка фазы в каждом канале при формировании луча снова. Что существенно снижает временные затраты!
Чтобы проиллюстрировать это, давайте рассмотрим два фазово-когерентных сигнала, Сигнал 1 и сигнал 2 на частоте f₁ с относительной фазой Δφ. Если сигнал 2 был переключен на частоту f₂, а затем обратно к частоте f₁, относительная фаза между двумя сигналами снова будет Δφ, если они обладают фазово-когерентной перестройкой частоты.
Рисунок 4: Относительная фаза между сигнала сохраняется, когда они имеет одинаковую частоту.
Таблица 1: Основные технические характеристики генераторов серии MCSG
| Параметр | Мин | Тип. | Макс. | Примечание |
| Диапазон частот | 300 кГц | 6 ГГц 12 ГГц 20 ГГц 33 ГГц 40 ГГц | MCSG6 MCSG12 MCSG20 MCSG33 MCSG40 | |
| Количество каналов | 2 | 4 | ||
| Масштабируемость | неограниченно | |||
| Разрешение | 0.1° | |||
| Выходная мощность | -30 дБм -80 дБм | +25 дБм +23 дБм | Опция PE4 | |
| Погрешность установки мощности | <1 дБ | |||
| Скорость перестройки частоты | 500 мкс 25 мкс | Опция FS | ||
| Уровень фазового шума 10 ГГц | -80 дБн/Гц -100 дБн/Гц -112 дБн/Гц -128 дБн/Гц | Отстройка 10 Гц Отстройка 10 Гц опция LN Отстройка 1 кГц Отстройка 100 кГц | ||
| Модуляция | ИМ, ЧМ, ФМ, АМ | Опция MOD |
Типы сигналов доступные на MCSG: Фазово-непрерывные сигналы, сигналы с фазово-когерентной перестройкой частоты, сигналы с памятью фазы.
Подробные технические характеристики указаны на странице прибора.
Преимущества решения на многоканальных генераторах AnaPico для тестирования АФАР, формирование луча ДН.
| Технические преимущества | Финансовые преимущества | Другие преимущества |
| Лучшая в классе когерентность 3 мрад | При сравнении с ценой за 1 канал решение AnaPico экономичнее от 1.6 до 4 раз. | Фазовая когерентность нормируется производителем |
| Неограниченное масштабирование каналов, 30,50, 200… | Возможность расширения диапазона частот и количества каналов в сервисном центре. | Госреестр СИ |
| Качество сигнала: ультранизкий фазовый шум, негармоники, скорость перестройки частоты, высокая мощность. | Безопасная система памяти | |
| Стоечное исполнение и компактность, на высоту 1U 4 канала что в 12 раз более экономичнее по габаритным размерам | Удобный пользовательский интерфейс. | |
| Фазово-непрерывные сигналы, сигналы с фазово-когерентной перестройкой частоты, сигналы с памятью фазы. |
Графический интерфейс пользователя генераторов AnaPico позволяет управлять каждым каналом по отдельности, устанавливать амплитуду, частоту, фазу и виды модуляции. Интерфейс интуитивно понятен, достаточно выбрать канал генератора и настроить нужные параметры. Пользователь выбирает нужный канал 1 или 2 рядом с строкой «Selected Channel» Рисунок 5.
Рисунок 5: Графический интерфейс пользователя, выбор каналов.
Отличная статья
Да, статья хорошая!