Испытания антенн CRPA (антенны с управляемой диаграммой направленности) представляют собой систематический процесс, охватывающий как лабораторные, так и полевые условия, главной целью которого является проверка их фактической помехоустойчивости в сложных условиях радиопомех.
Комплексное испытание CRPA обычно делится на три этапа: испытания в камере, испытания на излучение и полевые испытания.
Сравнение основных методов тестирования CRPA и их характеристик приведено ниже:
I. Тестирование в провідном режимі
- Основной принцип: Симулированные сигналы спутника и помех напрямую подаются в РЧ-интерфейс CRPA через кабели.
- Преимущества: Высокая точность и повторяемость — параметры сигнала (такие как мощность и угол прихода) можно точно контролировать, что позволяет моделировать экстремальные сценарии. Низкая стоимость и высокая эффективность делают этот метод предпочтительным для отладки алгоритмов.
- Недостатки: Невозможность проверки характеристик излучения самой антенной решетки (таких как межелементная связь).
- Применимый этап: Ранние этапы НИОКР, валидация алгоритмов и отладка аппаратного обеспечения.
II. Испытания излучения
- Основной принцип: В безэховой камере реальные пространственные сигналы передаются в CRPA через воздушную измерительную антенну.
- Преимущества: Комплексная валидация — оценка фактических характеристик всей системы, включая антенную решетку. Обеспечивает точное измерение ключевых показателей, таких как диаграммы направленности антенны и глубина нуля.
- Недостатки: Высокая стоимость — строительство или аренда безэховой камеры обходится дорого. Сложность подготовки к испытаниям и ограниченная гибкость.
- Применимый этап: Средняя и поздняя стадии НИОКР, системная интеграция и доработка проекта.
III. Полевые испытания
- Основной принцип: Динамические испытания, проводимые в реальных условиях на открытом воздухе (например, на транспортных средствах, в воздухе), которые могут включать реальные источники помех.
- Преимущества: Реалистичность и надежность — результаты испытаний наилучшим образом отражают производительность после фактического развертывания.
- Недостатки: Неконтролируемость и высокая стоимость: переменные окружающей среды, такие как погода и многолучевость, невозможно воспроизвести. Испытания сложно организовать, и они подпадают под нормативные ограничения.
- Применимые этапы: Выборочные испытания перед окончательной приемкой или верификацией в конкретных сценариях.
Основные элементы тестирования: моделирование волнового фронта и синхронизация сигналов
Наиболее важной технологией в тестировании CRPA является моделирование волнового фронта. Проще говоря, это означает, что сигналы, принимаемые несколькими антенными элементами CRPA, должны выглядеть так, как будто они поступают от реальных спутников и источников помех под разными углами и с определенными фазовыми сдвигами.
Для этого испытательное оборудование должно обладать следующими характеристиками:
- Многоканальность, фазовая когерентность: Все выходные каналы должны быть строго синхронизированы по времени и фазе, чтобы точно моделировать минимальные временные различия (разности фаз) при поступлении сигналов на различные антенные блоки.
- Возможность моделирования в реальном времени: Способность динамически моделировать движение спутников, перемещающиеся источники помех и изменения ориентации самой платформы.
Типичный план испытаний CRPA
Вы можете комбинировать вышеуказанные методы в зависимости от этапа проекта:
- Начальная стадия НИОКР (тестирование в режиме проводимости): В лабораторных условиях подключите электронный блок CRPA к многоканальному симулятору GNSS (например, к решениям от Keysight, R&S или Safran). Здесь можно быстро и многократно проверять работоспособность алгоритмов противодействия помехам в различных экстремальных условиях помех.
- Этап интеграции в середине разработки (испытания излучения): Разместите всю антенную систему (включая антенные элементы) в безэховой камере. Этот этап используется для получения достоверных, количественно измеримых показателей, таких как диаграммы направленности антенны, точность наведения луча и глубина нуля.
- Заключительный этап приемки (полевые испытания): Установите систему на реальную платформу для проведения ограниченного числа полевых испытаний, которые служат в качестве окончательной валидации и дополнения к испытаниям на первых двух этапах.
Резюме
Для испытаний CRPA «проводимые испытания» служат основой, позволяя быстро проводить итерации с минимальными затратами; «испытания излучения» действуют как гарантия, обеспечивая достоверную сертификацию характеристик.
Кроме того, существует метод «гибридных испытаний», который сочетает оба подхода, используя безэховую камеру для моделирования реальных углов прихода и программное обеспечение для введения сложных помех; однако этот метод, как правило, сопряжен с более высокой сложностью и затратами.
Тестирование CRPA представляет собой систематический инженерный процесс; выбор решения должен основываться на вашем бюджете, этапе проекта и требованиях к точности. Компания SafeGNSS располагает симуляторами сигналов спутниковых навигационных систем (RNSS), системами вибрационных испытаний и несколькими автоматизированными линиями тестирования для спутниковых навигационных продуктов. Мы располагаем полным набором собственного производственного оборудования и микроволновой безэховой камерой. Если у вас есть потребности в закупке антенн CRPA, пожалуйста, свяжитесь с нами в любое время.
