61 848 88 71
info@astat.plWprowadzenie
W tym artykule przedstawimy, w jaki sposób można wykorzystać unikalne cechy sondy pola LSProbe 1.2 do analizy przenośnego zagłuszacza radiowego. Zagłuszacze radiowe wykorzystują stosunkowo dużą moc w szerokim zakresie częstotliwości do blokowania określonych pasm częstotliwości. Wykorzystują one techniki takie, jak szybkie „przeskakiwanie” częstotliwości w celu zablokowania niepożądanych usług radiowych. Zagłuszacze radiowe są najczęściej używane w zastosowaniach wojskowych.
Sonda pola elektrycznego LSProbe 1.2 oferuje wysoką szybkość próbkowania, dokładność i zakres dynamiczny. Jej zdolność do rejestrowania przebiegów z pełną szybkością jest ograniczona jedynie przez dostępną ilość pamięci komputera. Sonda ta zawiera w swojej budowie dwa detektory (RSSI), które można skonfigurować zmieniając jej tryb pracy w oprogramowania. W trybie 0 i 4 używany jest detektor wysokiej częstotliwości, obejmujący częstotliwości od 30 MHz do 6 GHz. W trybie 2, 3, 6 i 7 używany jest detektor niskiej częstotliwości obejmujący częstotliwości od 10 kHz do 400 MHz.
Rysunek 1: Komora GTEM i generator impulsowy
Zagłuszacz radiowy, którego producent i model, ze względów prawnych nie może zostać podany, został podłączony do złącza RF 50 Ω komory GTEM, o długości około 5 m. Sonda pola LSProbe 1.2 o numerze seryjnym 10 została umieszczona centralnie w komorze GTEM w taki sposób, że odległość sondy od septum wynosi 75 cm. Rysunek 1 przedstawia tą konfigurację: oś x sondy została ustawiona równolegle do wektora pola E.
Sonda pola E pracuje w trybach 0 (od 30 MHz do 6 GHz, czas narastania sygnału analogowego 330 ns), 2 (od 10 MHz do 500 MHz, czas narastania sygnału analogowego 770 ns) i 3 (od 10 kHz do 500 MHz, czas narastania sygnału analogowego 1,8 ms). Częstotliwość próbkowania 500 000 próbek/s jest używana do wszystkich pomiarów. System pomiarowy rejestruje 5,000,000 dając więc zapis o długości 10 sekund każdy.
Odpowiedź częstotliwościowa @ 10 V/m, tryb 0
Odpowiedź amplitudowa @ 1 GHz, tryb 0
Odpowiedź częstotliwościowa @ 10 V/m, tryb 2/3
Odpowiedź amplitudowa @ 100 MHz, tryb 2/3
Rysunek 2: Typowa charakterystyka RSSI sondy pola
Rysunek 2 przedstawia typową charakterystykę RSSI w funkcji częstotliwości i mocy RF dla trybu 0, 2 i 3. Wykresy te można wykorzystać do ekstrapolacji zachowania zagłuszacza radiowego przy przeskakiwaniu przez częstotliwości. Tryby 2 i 3 różnią się tylko szerokością pasma VBW. W związku z tym ich charakterystyki dla sygnałów CW są praktycznie identyczne.
Wyniki eksperymentów
We wszystkich poniższych rozważaniach przyjęto w przybliżeniu stałą moc zagłuszacza. Takie założenie jest adekwatne do testów, ponieważ zagłuszacz musi osiągnąć maksimum swojej mocy wyjściowej RF, by działać zgodnie z założeniami. Gdyby moc RF była zależna od częstotliwości lub zależała od modulacji to nie byłaby ona do odróżnienia za pomocą sondy LSProbe. Fakt ten należy mieć na uwadze w poniższym artykule.
Zagłuszanie krótkookresowe
Jak pokazano na rysunku 3 zagłuszacz zmienia tryb zagłuszania z okresem 18 ms. Tryb zagłuszania który możemy nazwać A, trwa 15 ms przy czym tryb zagłuszania B trwa 3 ms.
Rysunek 3: Czas i okresowość dwóch trybów zagłuszania A i B
Na rysunku 4 poniżej przedstawiono, że natężenie pola wykrywane przez tryb 0 sondy pola jest względnie stałe i spada podczas przełączania między trybami zagłuszania A i B. Natężenie pola wynosi w tym przypadku około 20 V/m. W trybie zagłuszania A sygnał zagłuszający wykazuje okresowość na poziomie 160 µs. Każdy okres składa się z dwóch sekcji o długości 100 µs i 60 µs. Ze względu na różną odpowiedź częstotliwościową trybu 0 i 2 możliwe jest już wyciągnięcie pewnych wniosków.
Sekcja o długości 100 µs to jednokierunkowe przemiatanie częstotliwości przy 500 MHz. Ponieważ kształt fali jest bardzo podobny w trybie 0 i 2 (zobacz rysunek 4) można wywnioskować, że częstotliwość jest zmieniana cały czas. Fakt ten jest dodatkowo potwierdzony przez rysunek 5, który pokazuje, że prostopadle ustawione do siebie osie y i z wykazują duże oraz nagłe fluktuacje, które są charakterystyczne dla komór GTEM przy wysokich częstotliwościach.
Sekcja o długości 60 µs to jednokierunkowe przemiatanie częstotliwości przy 100 MHz, co jest widoczne podczas obserwacji stosunku wartości RSSI w trybie 0 i 2. Podobnie, jak w przypadku sekcji 100 µs, duże wahania osi y i z wskazują na stosunkowo wysokie przemiatanie częstotliwości.
W trybie B zagłuszacz radiowy naprzemiennie wykorzystuje dwa stosunkowo wąskie pasma częstotliwości przy 300 i 400 MHz. W tym przypadku każde pasmo jest aktywne przez 10 µs. Tak jak ostatnio częstotliwości można zdefiniować z wartości RSSI w trybie 0 i 2 (patrz rysunek 4). Ponieważ ani na rysunku 4 i 5 nie ma znaczących zmian RSSI oznacza to, że zakres częstotliwości jest stosunkowo wąski.
Rysunek 4: Szczegółowy widok przejścia z trybu A na tryb B zagłuszacza. Porównanie trybu 0, 2 i 3.
Rysunek 5: Wykres przejścia z trybu zagłuszania A do trybu zagłuszania B. Porównanie trybu osi x, y i 0.
Zagłuszanie długookresowe
Rysunek 6 pokazuje trzy wykresy wartości RSSI w okresie 10 s. Na trzecim wykresie wyróżniają się też szczyty o odległości od siebie około 5 s.
TRYB 0
TRYB 2
TRYB 3
Rysunek 6: Wartości szczytowe RSSI dla czasu trwania 10 s.
Na rysunku 7 i 8 wspominanie szczyty pokazano w zbliżeniu. Zagłuszacz wyłącza sygnał RF na 22 µs, pozostaje na niniejszej częstotliwości przez 640 µs i wznawia nadawanie poprzednie zagłuszanie po kolejnej 22 µs przerwie. Można więc stwierdzić, że te przerwy nie są skorelowane z działaniem zagłuszacza. Stosunek wartości RSSI dla trybu 0 i 2 sondy wskazuje na częstotliwość w pobliżu 100 MHz. Ta częstotliwość może być używana do synchronizacji z innymi urządzeniami zagłuszającymi.
Rysunek 7: Zbliżenie na okresowe przerwy w generowaniu sygnału.
Rysunek 8: Zbliżenie na okresowe przerwy zagłuszania zagłuszania.
Wnioski końcowe
W tym artykule wykazano, że sonda pola elektrycznego LSProbe 1.2 może być zastosowana do łatwego badania w dziedzinie czasu zagłuszaczy radiowych, począwszy od aktywizacji danych milisekundowych do kilkusekundowych. Jak wspomniano wcześniej czas pomiaru jest ograniczony jedynie ilością pamięci dostępnej na komputerze PC. Wyniki przedstawione powyżej zostały sprawdzone i potwierdzone z wykorzystaniem analizatora widma.
Łącząc przebiegi zarejestrowane w różnych trybach pracy sondy, produkt LSProbe 1.2 oferuje nowoczesną technikę pomiarową, która nie jest dostępna w żadnej innej sondzie pola elektromagnetycznego.
Informacje końcowe
Wyniki zawarte w artykule zostały przedstawione za zgodą „Bundeswehr Research Institute for Protective Technologies i CBRN Protection (WIS)” w Munster. Dziękujemy Panu Kreitlowowi i jego współpracownikom za życzliwe wsparcie i porady w trakcie eksperymentów.
Firma LUMILOOP GmBH jest autorem niniejszego artykułu. Niniejszy artykuł numer 02 został przetłumaczony z strony LUMILOOP GmBH z języka angielskiego na język polski za zgodą LUMILOOP. Więcej informacji o dostawcy i produktach można znaleźć pod stroną www.lumiloop.de.