Анализ импульсов: из многих – единое

Большое число измерений стохастического процесса может дать нужное вам детерминированное значение

Бен Зарлинго (Ben Zarlingo)
На протяжении всей моей метрологической карьеры многие измерения были направлены на поиск «Одного истинного числа» или, по крайней мере, максимально близкого к нему значения, которое я мог получить.
Недавно я занимался средствами и методами измерения параметров ВЧ импульсов радиолокационных систем, и у меня возникло ощущение, что я попал в какую-то альтернативную метрологическую область. В прошлом мне приходилось измерять отдельные импульсы РЛС, и я делал это обычно с помощью программного обеспечения 89600 VSA. Используя широкий диапазон радиочастотных интерфейсов, это ПО количественно оценивает все параметры импульсов: все частоты, амплитуды (среднюю мощность, зависимость мощности от времени, отношение уровня импульса к уровню промежутка), временные соотношения и параметры модуляции, такие как линейность ЛЧМ или качество модуляции. С помощью функций захвата и повторного воспроизведения ПО VSA большинство этих измерений можно выполнять для одного импульса (от одного – к многому).
И не важно, насколько точными или сложными могут быть эти измерения, для таких приложений, как РЛС, они не подходят по одной важной причине: они не учитывают стабильность исследуемых импульсов. ПО VSA использует поимпульсный метод измерения и обычно не оценивает воспроизводимость, стохастические характеристики или тенденции, присутствующие в импульсных последовательностях.
Понимание некоторых характеристик РЛС требует своего рода метаанализа, количественно оценивающего тенденции или границы воспроизводимости различных параметров исследуемых сигналов. Недавно добавленная в ПО 89600 VSA опция BHQ предлагает это крупномасштабное статистическое представление в форме измерительного приложения для анализа импульсов. И одним из типичных измерений, группирующих характеристики множества импульсов, является гистограмма.

Гистограмма результатов наилучшего приближения сигнала ЧМ обобщает поведение нескольких тысяч импульсов, автоматически выявляя и количественно оценивая импульсы с сильно отличающимися параметрами.

РЛС является ярким примером системы, в которой очень важна воспроизводимость, и где тенденции поведения могут иметь огромную ценность для оптимизации конструкции.
Но тут неизбежно возникает вопрос – какой параметр анализировать для оценки тенденций и других статистических показателей. Вот здесь-то и пригодиться опыт, знания и интуиция специалиста по РЛС Эта ситуация, вообще типичная для радиосвязи, являет собой ещё одни пример того, как измерительное приложение, мощная цифровая обработка сигналов и большой многооконный дисплей, дружно работая вместе, умножают таланты инженера-разработчика.

ПО для измерения параметров РЛС автоматически выявляет и измеряет большое число импульсов. Многооконный дисплей, представляющий данные в графической и табличной форме, позволяет инженеру отслеживать аномальное поведение и выявлять причины и следствия.

Конечно, умная программа и большая вычислительная мощность не заменят инженерного мастерства, но они помогают преодолеть сложность и большой объём импульсных последовательностей, заполненных сложными сигналами. И хотя программа не может выдать единственного значения, типа «Одного истинного числа», она может снизить риск измерения слишком малого числа импульсов или анализа слишком малого числа параметров.
Если вы интересуетесь обработкой и анализом данных такого рода, посетите страницу www.keysight.com/find/radar.