Transcript 送信系の校正

JAXA Kaレーダ（アッくん・ウッくん）校正
2012/06/25 ウッくん＠大倉山
2012/06/26 アッくん＠北大創成研
1. 送信系の結果のまとめ 不具合？
花土弘 [email protected]
送信系の校正
③ スペクトラム
空中線装置
アナライザ
送信アンテナ
35.25 GHz
ゼロスパン
RBW 8 MHz
スペクトラムアナライザに送信部２から
送信部１のケーブルを接続し電力を測
定する(ゼロスパンを利用)
GPS
アンテナ
送信部2
ATT
(送信モニタ部)
送信部1
ﾌｨﾙﾀ
TWTA増幅器
信号処理装置
FG
発振器
ケーブル直で
接続する
信号発生器
送信
信号処理
TX IF
前置増幅器
ﾌｨﾙﾀ
Ku LO
GPS
受信機
ﾌｨﾙﾀ
ビデオ帯信号
RS232C
ＣＯＭ１
屋内
送信周波数
変換器1
デジタル信号
FPGA
制御処理部
(PC)
表示部
(ディスプレイ)
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
受信
信号処理
受信部2
(LNA部)
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
10 MHz CLK
A/D
変換器
受信部1
受信アンテナ
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
L LO
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
RX IF
ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ
ﾏｳｽﾞ
1
送信系の校正(送信電力測定)の実施風景
送信側の
パネル
受信側の
パネル
スペクトラム
アナライザ
空中線の受信側のパネルを外して、送信機から受信機へのモニ
ター信号用の高周波ケーブルを外して、直接スペクトラムアナラ
イザへ入力する。
高周波のケーブルは接続箇所に減衰器が挿入されているが、それ
は送信電力測定には利用しない。
また、ケーブルは高度角変更などで動かないように通常、結束バ
ンドで固定されていて遊びが無いため、切断して取り外す必要あ
り。
今回レンタル品のスペクトラムアナライザを使用したが電源ケー
ブルがストレートのもので立てて使用するときに少し工夫が必要
であった。装置側のコネクタがL型の電源ケーブルを確保しておく
と便利。
スペアナのコネクタは 2.4mm で高周波ケーブルは 2.92mm
で、変換コネクタを利用（レンタル品のスペアナは付属品として
Agilent 11904B 2.4mm(f)-2.92mm(f) １個ついていた）
レンタル品のスペアナは付属品として
Agilent 11900B 2.4mm(f)-2.4mm(f) も
１個ついていて、それと混同しないように。
マイクロ波・ミリ波のコネクタに関しては以下のアジレントの文書が有用
http://www.home.agilent.com/agilent/redirector.jspx?action=ref&cname=AGILENT_EDITORIAL&ckey=227215
&lc=jpn&cc=JP&nfr=-536900753.536881600.00
スペクトラムアナライザを立てて使用し、電源ケーブル、
外部ディスプレイ用のVGAケーブルのため少し工夫。
2
観測モードと観測パラメータ(1/2)
観測モードは
最大観測距離と
レンジ分解能の違い
のある４つ
観測モード
略号
観測距離
レンジ
分解能
レンジ
ビン数
標準
ST
15 km
50 m
300 個
高距離分解能
HR
15 km
12.5 m
1200個
広域
WR
30 km
50 m
600 個
狭帯域
NB
30 km
250 m
120 個
レンジ分解能が３種類あり、FM(Frequency Modulation)の傾きがそれに対応して３種類。
レンジ
分解能
観測
モード
周波数傾き
(kHz / μsec)
A/D サンプ
リング周波数
周波数範囲
(MHz)
FFT
点数
FFT周波
間隔(kHz)
時間間隔
(μsec)
12.5 m
HR
73.24219
100 MHz
± 50
4096
24.414
0.333
50 m
ST / WR
146.48434
100 MHz
± 50
8192
12.207
0.833
250 m
NB
3.6
49.31 MHz
± 24.65
8192
6.0193
1.672
Doppler の折り返し速度は、PRT(パルス繰り返し周期)で変化し、３種類の場合がある。
PRT
PRF
Doppler折り返し速度
200 μsec
5000 Hz
±10.631 m/s
300 μsec
3333 Hz
±7.087 m/s
400 μsec
2500 Hz
±5.315 m/s
3
観測モードと観測パラメータ(2/2)
平均数、ドップラースペクトラムを求めるヒット数に対応するスイープ回数は、256 と 512 の
に種類があり、アッくん・ウッくんで設定可能なパラメータの組み合わせは以下の通り。
モード
標準
略号
ST
PRT
(μs)
200
400
高距離
分解能
HR
200
400
広域
狭帯域
WR
NB
300
スイープ
回数
256
512
256
256
512
256
256
512
Doppler
折り返し
±10.631 m/s
±5.315 m/s
±10.631 m/s
±5.315 m/s
±7.087 m/s
Doppler
速度間隔
レンジ
分解能
観測距離
レンジ
ビン数
0.0831 m/s
0.0415 m/s
50 m
0.0208 m/s
15 km
0.0831 m/s
0.0415 m/s
300
12.5 m
1200
0.0208 m/s
0.0554 m/s
0.0277 m/s
400
256
±5.315 m/s
0.0208 m/s
300
256
±7.087 m/s
0.0554 m/s
50 m
250 m
30 km
600
120
4
アッくん(SN001)＠北大創成研
送信系校正のまとめ(1/3)
送信出力のレベルはそれなりにもっともらしい値であるが、
送信波形をみると少し気になるところがある。
5
アッくん(SN001)＠北大創成研
標準(ST)
送信系校正のまとめ(2/3)
広域(WR)
①メインの送信波の前後にも
-10 dB 程度での送信波がある
高距離分解能(HR)
狭帯域(NB)
②レベル差は 0.1 dB 程度と大きく
無いが規則的な変動がある。
6
アッくん(SN001)＠北大創成研
狭帯域(NB)
送信系校正のまとめ(3/3)
②レベル差は 0.1 dB 程度と大きく無いが規則的な変動がある。
送信波の種信号（デジタルデータ）を確認したい！
周期が 300 μsec で
PRTと一致
300 μsec x 256 (スイープ回数) = 76.8 msec
7
ウッくん(SN002)＠大倉山
送信系校正のまとめ(1/2)
8
ウッくん(SN002)＠大倉山
標準(ST)
送信系校正のまとめ(2/2)
広域(WR)
①メインの送信波の前後にも
-10 dB 程度での送信波がある
③175 msec 付近にわずかなレベル上昇
高距離分解能(HR)
狭帯域(NB)
9
10
① ＳＧ＃１
35.25 GHz CW
受信系の校正 その１
SG(信号発生器)２台必要
SG#1: 35.25 GHz CW LNA から入力
SG#2: 111.951 MHz CW 3rd LOCAL 信号処
理装置へ入力
GPS
アンテナ
空中線装置
送信アンテナ
ATT
(送信モニタ部)
-80 dBm
送信部1
FG
信号発生器
送信
信号処理
TX IF
GPS
受信機
ﾌｨﾙﾀ
ﾌｨﾙﾀ
FPGA
ＣＯＭ１
屋内
送信周波数
変換器1
デジタル信号
制御処理部
(PC)
表示部
(ディスプレイ)
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
Ku LO
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
受信
信号処理
ビデオ帯信号
RS232C
受信部1
前置増幅器
10 MHz CLK
A/D
変換器
受信部2
(LNA部)
ﾌｨﾙﾀ
TWTA増幅器
信号処理装置
発振器
-70 dBm
送信部2
② ＳＧ＃2
111.951 MHz CW
受信アンテナ
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
L LO
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
RX IF
ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ
ﾏｳｽﾞ
11
図2.3.1-1 機能ブロック図(一部変更) 取扱説明書2-12
一連番号(30/291)
空中線装置
送信アンテナ
受信アンテナ
GPS
アンテナ
送信部2
受信部2
(LNA部)
(送信モニタ部)
送信部1
TWTA増幅器
信号処理装置
発振器
GPS
受信機
ﾌｨﾙﾀ
信号発生器
A/D
変換器
送信
信号処理
受信
信号処理
受信部1
前置増幅器
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
ﾌｨﾙﾀ
送信周波数
変換器1
ﾌｨﾙﾀ
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
FPGA
表示部
(ディスプレイ)
屋内
制御処理部
(PC)
ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ
ﾏｳｽﾞ
12
図2.3.1-1 機能ブロック図(一部変更) 取扱説明書2-12
前のスライドの図に信号の色分けと名称記載
一連番号(30/291)
空中線装置
送信アンテナ
ビデオ帯信号 4.951 MHz (-30 dBm)
受信アンテナ
GPS
アンテナ
送信部2
受信部2
(LNA部)
(送信モニタ部)
送信部1
TWTA増幅器
信号処理装置
FG
発振器
ﾌｨﾙﾀ
信号発生器
送信
信号処理
TX IF
前置増幅器
ﾌｨﾙﾀ
Ku LO
GPS
受信機
ﾌｨﾙﾀ
ビデオ帯信号
RS232C
ＣＯＭ１
屋内
送信周波数
変換器1
デジタル信号
FPGA
制御処理部
(PC)
表示部
(ディスプレイ)
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
受信
信号処理
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
10 MHz CLK
A/D
変換器
受信部1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
L LO
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
RX IF
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ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ
ﾏｳｽﾞ
13
① ＳＧ＃１
35.25 GHz CW
受信系の校正 その2
SG(信号発生器)２台必要
SG#1: 35.25 GHz CW LNA から入力
SG#2: 111.951 MHz CW 3rd LOCAL 信号処
理装置へ入力
GPS
アンテナ
空中線装置
送信アンテナ
ATT
(送信モニタ部)
-80 dBm
送信部1
FG
信号発生器
送信
信号処理
TX IF
GPS
受信機
ﾌｨﾙﾀ
RS232C
FPGA
ＣＯＭ１
屋内
制御処理部
(PC)
③ スペクトラム
アナライザ
4.95 MHz
表示部
(ディスプレイ)
ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ
ﾏｳｽﾞ
送信周波数
変換器1
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
Ku LO
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
受信
信号処理
ﾌｨﾙﾀ
デジタル信号
受信部1
前置増幅器
10 MHz CLK
A/D
変換器
受信部2
(LNA部)
ﾌｨﾙﾀ
TWTA増幅器
信号処理装置
発振器
-70 dBm
送信部2
② ＳＧ＃2
111.951 MHz CW
受信アンテナ
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
L LO
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
RX IF
受信信号処理からＡ／Ｄ変換器への
IQ-MIX 出力(4.95 MHz)を
スペクトラムアナライザで測定
SG#2 の周波数をシフトさせて、周波数特性を測定すること
も可能
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① ＳＧ＃１
35.25 GHz CW
受信系の校正 その３
空中線装置
送信アンテナ
受信アンテナ
GPS
アンテナ
② ＳＧ＃2
111.951 MHz CW
ATT
(送信モニタ部)
-80 dBm
送信部1
FG
信号発生器
送信
信号処理
TX IF
GPS
受信機
RS232C
ﾌｨﾙﾀ
ﾌｨﾙﾀ
送信周波数
変換器1
デジタル信号
ﾌｨﾙﾀ
電力増幅器
Ku LO
局部
発振器2
送信周波数
変換器2
受信
信号処理
FPGA
受信部1
前置増幅器
10 MHz CLK
A/D
変換器
受信部2
(LNA部)
ﾌｨﾙﾀ
TWTA増幅器
信号処理装置
発振器
-70 dBm
送信部2
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器2
L LO
局部
発振器1
ﾌｨﾙﾀ
受信周波数
変換器1
RX IF
ＣＯＭ１
屋内
制御処理部
(PC)
④ ネットワーク
アナライザ
4.95 MHz
BaseBand部(IQ-MIX出力～A/D入力ま
で)の周波数特性 (0 ～ 400 kHz)を測定
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