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MIMO 雷达系统测试工具和技术


【导读】多输入多输(MIMO) 等现代技术要求宽带宽、相位一致和多通道分析。MIMO雷达系统中的天线元独立运行,可覆盖较宽(通常为 180 度)的视场,无需进行定向调整。因此,扫描时间显著缩短。MIMO雷达利用时间、频率或编码技术,在接收器元素中对每个发射信号进行区分,从而提取目标属性。


多输入多输出(MIMO) 等现代技术要求宽带宽、相位一致和多通道分析。MIMO雷达系统中的天线元独立运行,可覆盖较宽(通常为 180 度)的视场,无需进行定向调整。因此,扫描时间显著缩短。MIMO雷达利用时间、频率或编码技术,在接收器元素中对每个发射信号进行区分,从而提取目标属性。


宽带示波器,例如泰克DPO70000SX 或 MSO/DPO70000DX 系列示波器,专为实现宽带宽和相位一致而设计,因此是一种理想的仪器。它支持中心频率、频谱宽度和分辨带宽 (RBW) 等参数的独立设置,与用于多通道控制和分析的 SignalVu VSA 5.3 软件版本配合使用,所得测试系统便是验证 MIMO 相控阵雷达的绝佳选择。对于获取可能具有不同中心频率、时隙或调制参数的信号,独立设置非常必要。


用于频谱分析的脉冲统计数据


TDM MIMO 雷达为每个元素分配一个时隙。对于每个通道的信号,其脉冲宽度为 1 微秒,脉冲重复间隔 (PRI) 为 100 微秒,通道 1 和通道 2 之间的时隙延迟为 10 微秒。通过 SignalVu 软件,我们可以查看生成的信号是否与指定的时隙正确对齐。我们可以使用 SignalVu 的时间概览显示来配置分析时间和频谱时间参数,进而检查每个通道上脉冲的起始位置或起始时间,以确定通道之间的时间延迟。此外,我们可以测量两个通道的 PRI,以确定延迟是否始终保持不变。通过脉冲统计数据显示,我们能够观察时间趋势和测量统计数据,了解每个脉冲的 PRI 如何随时间而变化。脉冲表提供有关通道或时隙之间绝对延迟的信息,而时间趋势则显示这种延迟如何随时间推移而保持。


使用SignalVu VSA v.5.3 软件版本进行矢量信号分析

使用FastFrameTM分段内存的频率与时间


为了获得全面理解,我们需要分析许多脉冲,但示波器的记录长度决定了可以捕获信号的时间长度。在SignalVu 的 FastFrame 模式下,这并不是一个重大限制。应用 FastFrame 模式,我们能够实现仅捕获脉冲开启时间,而忽略脉冲关闭时间。这种创新方法极大地改善了对数百个脉冲的分析,且不会影响分析质量。它将内存分成多个更小的段,并仅用开启时间数据填充这些段,同时保留时间尺度信息。为了改进 FastFrame 模式下的信号可视化,脉冲图显示多个分段捕获的脉冲信号瀑布图,其中包含每个脉冲信号的相关幅度与时间以及频谱。该模式可以与外部触发器一起使用,用来显示目标范围和速度。


MIMO 雷达系统测试工具和技术


用于脉冲分析的FastFrame 模式

正交信号需要独立控制


自动脉冲测量和FastFrame 分段内存捕获,再加上独立控制,三者的结合使我们能够分析复杂的场景,例如 MIMO 雷达。使用 SignalVu 软件,我们可以对多个通道同时执行脉冲分析。先进的脉冲分析包提供多达 31 种测量参数,用以自动对脉冲序列进行特征化。MIMO 雷达的信号为正交信号,以便为每个元素应用不同的中心频率。因此,SignalVu 中每个通道的中心频率以及频谱宽度和 RBW 都是独立配置的。借助此功能,我们能够使用 SignalVu 有效分析在不同频率下运行的宽带宽、多通道相位同步系统。多通道宽带分析解决方案包含完全可配置和可定制的控件,即便场景极其复杂,您也能轻松应对。

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