ד”ר דיפאק – רוי
מבוא
HF היווה במרוצת זמן רב אמצעי קבוע עבור מערכות תקשורת ארוכת-טווח, מעבר לאופק ומכ”ם. לאחרונה הייתה התעניינות מחודשת בקשורת טקטית, מכ”ם מעבר לאופק, מודיעין אותות בתחום ה-HF. עם זמינות ADCs מהירים ושרתים מרובי-ליבות, ניתן לממש מאוד בקלות מכשירי אלחוט ב-HF על-ידי שימוש בגישה מבוססת על Software Radio. DTA-2300 בעל 16 הערוצים הוא פלטפורמה אידיאלית למימוש פלטפורמת רדיו HF מבוססת SDR. ה- DTA-2300 נתמך בנקל על-ידי ה-DTA-3200H, חזית (front-end) מרובת-ערוצים בעלת תחום דינמי גבוה, בעלת שבח וסינון מיתכנתים וה-DTA-5000, רשם נתונים ומערכת השמעה מבוססת 10GbE לשם דיגיטציה והשמעה של אותות HF. D-TA גם מספקת SDK מרובה-ליבות, מרובה נימים (multi-threaded) לפיתוח היישום עבור פיתוח יישום נוח ב-PC בעל שרת.
איור 1: מערכת HF מרובת-ערוצים שלמה מבוססת על רדיו מוגדר בתוכנה
איור 2: ארכיטקטורת מערכת מפושטת עבור מערכת 8 ערוצים מבוססת SDR. העתקת פתחה של 10GbE ב-DTA-2300 מאפשרת רישום ועיבוד בו-זמנית
איור 3: ארכיטקטורת מערכת מפושטת עבור מערכת 16 ערוצים מבוססת SDR. העתקת הפתחה 10GbE ב-DTA-2300 מאפשרת רישום ועיבוד בו-זמנית.
ארכיטקטורת המערכת
תצורה בעלת 8 ערוצים (אנטנות) מוצגת באיור 2. תצורה זו מציעה רישום בזמן-אמת של רוחבי-פס רגעיים של 29 מגה-הרץ (1 עד 30 מגה-הרץ) עבור 4 ערוצים ו-14.5 מגה-הרץ עבור 8 ערוצים. יתכנו גם רוחבי-פס קטנים יותר בעזרת שימוש בתכונת החלוקה ב-10 (decimation) המיתכנתת של הממיר הדיגיטלי לתדר נמוך המובנה.
בשל היכולת לשנות את גודל הארכיטקטורה אפשר לקבל מספר ערוצים גבוה יותר ו/או עיבוד רוחב-פס גבוה יותר על-ידי הכפלת הארכיטקטורה המוצגת באיור 2. נא לעיין ב-TN-11, TN-18 עבור מידע נוסף אודות פתרונות רישום הזמינים ב-D-TA Systems וב-TN-12 עבור מידע נוסף ואפשרויות עיצוב עבור ה-DTA-2300.
המערכת המוצגת באיור 2 ניתנת להרחבה בנקל למערכת בעלת 16 ערוצים כמתואר באיור 3.
איור 4: דיאגרמה מלבנית מפושטת של דרגת המקלט של ה-DTA-3200H
איור 5: פעולת DDC תוך שימוש במתווה ספקטראלי עבור דגימת Nyquist לתחום ה-HF
איור 6: מדידת IP3 בשני גוונים עבור חזית ה-HF. המדידות מראות כ- 68בביצועי ה-IMD מסדר שלישי ו-OIP3 של כ- 34
חזית ה-HF
הדיאגרמה המלבנית המפושטת של חזית ה-HF מתוארת באיור 4. לחזית מתג אנטנה מובנה המאפשר למשתמש לחבר אנטנות מיוחדות של שני תחומים. לחילופין, פיתחת (port) המבוא השנייה יכולה לשמש כפיתחת בדיקה לשם כיול משותף. למערכת גם תכונה המאפשרת למשתמש לבחור בין מוד של שבח גבוה, ספרת רעש נמוכה (רגישות גבוהה) או מוד של שבח נמוך, IP3 גבוה (מעקף LNA). בחירה זו מבוצעת בתוכנה. לולאה חוזרת חיצונית של דרגת ה-LNA והקדם-מגבר מאפשרת למשתמש להוסיף מסננים קדם-מגבריים נוספים. D-TA Systems יכולה לספק גם כל סוגי המסננים לקדם-בחירה המיוחדים (לדוגמה מסנן בורר – notch filter). במוד הרגישות הגבוהה קיימים רק שני מנחתים מיתכנתים, בעוד במוד ה-LNA במעקף קיימים שלושה מנחתים מיתכנתים. ה-API של DTA-3200 (ניתן להשיג קוד מקור מלא) מאפשר נוחות בבקרה ובחירה של הניחות המתאים.
לחזית ארכיטקטורה גמישה ביותר המאפשרת להוסיף כיחידות חיצוניות סינון נוסף (לדוגמה בעזרת מסנן בורר) ושבח. הפיתחות OUT ו-IN נגישות על-ידי המשתמש וניתן להוסיף כאן דרגות שבח חיצוני וסינון. D-TA Systems יכולה לספק גם סינון לפי בקשת הלקוח כדי למלא אחר הדרישות המדויקות של המשתמש.
הארכיטקטורה דומה מאוד עבור נתיב השידור עם שבח וסינון כדי לטפל בתחום העניין 1 עד 30 מגה-הרץ.
איור 7: תחום דינמי של חזית ה-HF עם שבח של 51dB (מוד עיקוף ה-LNA)
איור 8: תחום דינמי של חזית ה-HF עם שבח של 33dB (מוד עיקוף ה-LNA)
עיבוד הקליטה
ה-DTA-2300 מאפשר דגימה בו-זמנית של עד 16 ערוצים ב-MSPS 130 כל אחד. ל-DTA-2300 ממיר מוריד-תדר דיגיטלי מיתכנת במלואו הכלול ב-FPGA כדי לספק אות מורכב בתחום הבסיס. החלוקה בעשר המיתכנתת מאפשרת למשתמש להפחית את רוחב-הפס ואת קצב הנתונים. ברוחב-פס מלא (29 מגה-הרץ: 1 עד 30 מגה-הרץ), ניתן לטפל בארבעה ערוצים בחיבור 10GbE יחיד, בעוד שברוחב-פס של 14.5 מגה-הרץ ניתן לטפל בשמונה ערוצים בחיבור 10GbE יחיד.
עקומות ביצועים
איור 6 מראה את שני ה-IMD בשני צלילים (tone) מסדר שלישי. לחזית שבח של 51 dB והספק מוצא של 0 dBm עבור כל צליל. העיוות הנמדד מסדר שלישי הוא כ- 68dBm וה-OIP3 מחושב כ- +34dBm.
איורים 7 ו-8 מראים את הביצועים הדינמיים של חזית ה-HF כדי להציג גילוי אות חלש בנוכחות אות חזק. שני האיורים מראים שני כיוונוני שבח: 51dB (איור 7) ו-33dB (איור 8). במקרה של שבח של 51dB, מוד עיקוף ה-LNA משמש כאשר כל המנחתים המיתכנתים מכוונים ל-0dB. עבור מקרה השבח של 33dB מוד עיקוף ה-LNA משמש עם ה-DPA-1 מכוונן לניחות של 18dB בעוד שני המנחתים המיתכנתים האחרים מכווננים ל-0dB (ראה דיאגרמה מלבנית באיור 4). בשני מקרים אחה, האות החלש הוא 70dB מתחת לאות החזק והוא 10dB מעל רצפת הרעש. דבר זה מבטיח SNR מתאים כדי לגלות ולעבד את הצליל החלש. שני הצלילים הם במרחק 1 מגה-הרץ זה מזה.
ה-ADCs של DTA-2300 מציעים קרוב ל-90dB של ביצועי SFDR ולכן ביצועי המערכת מקצה-לקצה מוגבלים על-ידי חזית ה-RF.
נא לפנות ל-TN-06 ו-TN-13 עבור פרטים נוספים על ביצועי פלטפורמת ה-IF של ה-DTA-2300.
אימון ופיתוח יישומים
אנחנו מציעים גם אימון אינטר-אקטיבי פעיל הן במרכז האימונים שלנו המצויד במלואו והן במתקן הלקוח. מרכז האימונים מכיל חדר הרצאות מצויד במלואו ומעבדת אימון מיוחדת המאפשרת גישה למוצרי D-TA, כמו גם ציוד בדיקה כגון אוסילוסקופים, נתחי ספקטרום, נתחי רשתות, מחוללי אותות וכד’. האימון הפעיל מכסה דיון מפורט במבנה ה-SDK, דיונים מפורטים במוצרים ופיתוח יישום לתצוגה בעזרת ציוד ממשי. המשתמש יוכל לבנות יישומי עיבוד ולקבוע מהירות וביצועים אופטימליים. היישומים הספציפיים בנויים כדי לענות לדרישות המדויקות של המשתמש.
אנחנו גם מציעים תמיכה בפיתוח יישומים לשם פריסה מהירה תוך שימוש במומחיות שלנו בפיתוח תוכנה מרובת-נימים ומרובת-ליבות. המומחיות שלנו וה-Software Development Kit מפשטים את הפיתוח הקל של מודולי עיבוד בזמן-אמת עבור השרתים מרובי-ליבות בעלי ביצועים גבוהים של היום. ה-SDK מאפשר למשתמשים לרתום את הספק העיבוד הענקי והגדל בהתמדה של השרתים, לפתח יישומים היכולים לגדול עם ביצועי השרת ולדחות בדרך זו את עקומת ההתיישנות.
סיכום
ה-DTA-3200H וה-DTA-2300 מציעים פלטפורמת HF מלאה מבוססת SDR עבור יישומי HF מרובי-ערוצים הכוללים מכ”ם HF, גילוי כיוון HF, SIGINT HF ועוד. התחום הדינמי הגבוה מאפשר גישה ישירה לדיגום כמוכח במסמך הנוכחי וכן בניית אב-טיפוס מהירה ופריסה מהירה עבור מגוון רחב של יישומי HF.
הכתבה נמסרה באדיבות חברת דנאל.
