接收器测试
SIGINT接收器具有接收和处理射频(RF)的功能部件:平台天线/天线阵列接收到的从低频(LF-30 kHz~300 kHz)到整个甚高频(EHF -30 GHz~300 GHz)频率。独立源发出的RF信号可能有调制方案和发送模式分类。
这些RF天线/天线阵列类型可能是全方向的、定向的、机械的或者电气操控的。除常见的前端功能外,其他功能元件包括RF分配、低频带和高频带调谐器、接收器、IF分配IF数字化仪以及子频带调谐器、数字化仪和下变频器。还有基带信号处理以检测并识别调制方案和测向。
设计师面临的挑战是,在设计和测试SIGINT接收器期间,要仿真上述所有类型的环境。这样要求完成下述工作:多通道宽带信号发生器;多种模拟和数字调制方案;产生在谱上干净的跳频信号;能够控制信号参数,如功率水平、载波频率等;以及能够复制能够识别专用无线电属性的细小缺陷(或痕迹)。
测试SIGINT接收器的典型环境说明如表1。这一环境覆盖了希望接收器能精确识别的大范围的频率、功率水平和传输类型。这一环境的实现可采用多种信号发生器和其他设备,或更简单地,使用软件和任意波形发生器(AWG)实现,从而具有更高再现性。
使用AWG和直接合成
AWG将强大的信号激励、更高的采样率、带宽及信号保真度和改进的可用性结合在一起。最新的AWG,如Tektronix AWG7000系列,通常超过了电流测试设备产生宽带宽和快速变化的信号的能力,这些信号在很多无线应用,如SIGINT、雷达、UWB等等中日益增多。
对此应用,AWG通过对载波频率高达5 GHz和信号带宽高达5.8 GHz的信号使用数字-模拟转换器(DAC),直接产生(直接合成)RF信号,为SIGINT测试与测量提供有效工具。IF或RF信号的直接合成避免了I/Q降低和传统的使用I/Q调制器相应的长时间调整。简化框图如图1示。
直接合成?
直接合成这一术语描述了一种产生各种波形的办法。这些波形可用来作为激励信号,用于一系列测试与测量应用。但是直接合成概念不限于测量用途,也不是新概念。直接合成类似于在CD播放器(虽然CD使用编码数据)中用来再现音频信号的过程。在CD系统中,存储的采样从存储器(CD本身)读出,重建模拟波形,即听到的音乐。
直接合成是一种基于采样的技术。而示波器采集来自模拟波形的采样点,直接合成信号源(AWG)根据采样点通过DAC产生模拟波形。AWG存储器中的采样点可从本质上确定任意波形,包括SIGINT波形。当然,一般的物理和带宽限制仍然适用,但限于其指定范围内。
有了使用方便的软件接口,直接合成可允许用户创建各种环境(例如Tektronix 公司的RF-Xpress),并随后将其传输给AWG,用于待再生的那些信号。由于包括缺陷在内的环境在软件中产生,所以用户有正在产生的环境的全部控制权,并能调整参数以满足全面测试SIGINT接收器的需要。
本文中,我们将以RFXpress为例,说明如何使用直接合成来产生如表1所列的多信号环境。RFXpress是一款软件包,可数字合成调制后的基带IF和RF信号。它设计用于下一代IF和RF信号产生,并充分使用AWG的产生宽带信号的功能。由于支持宽范围调制,也支持符号映射功能,软件也允许设计师定义定制调制。此外,来自干扰、传输设备的线性和非线性行为的实际缺陷和通道作用都会影响测试接收器性能极限所期望的环境。