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EDA/SW/T&M
VNA
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- ELETTRONICA OGGI 442 - GENNAIO/FEBBRAIO 2015
ampiamente utilizzate nei settori militare e della sicurezza per
caratterizzare materiali e rilevazione armi “invisibili”.Anche nel
settore industriale è molto sentita l’esigenza di caratterizzare
in maniera precisa materiali solidi, semi-solidi e liquidi. Mentre
per alcuni materiali è possibile utilizzare un set-up (ovvero una
predisposizione) di misura che prevede le tradizionali fixture
come linee di trasmissioni in guida d’onda o coassiali o sonde,
per altri è necessario adottare un approccio differente.
Il metodo più comunemente adottato prevede la misura del
materiale nello spazio libero. Ciò semplifica la manipolazione
di materiali come film sottili o materiali con una superficie ru-
vida. Lo svantaggio è rappresentato dal fatto che non è possi-
bile utilizzare i metodi di calibrazione e le tecniche di misura
tradizionali.
Le misure nel dominio del tempo permettono di eliminare que-
sti problemi: un VNA consente l’uso di finestre temporali (time
gate) per escludere determinati tipi di dati (come ad esempio
le antenne utilizzate per il set-up della misura). L’elaborazione
successiva (post-processing) consente il calcolo delle pro-
prietà del materiali quali ad esempio permittività, conduttività
e tangente di perdita. Nella figura 6 è riportato il set-up per
misure quasi ottiche che prevede l’uso di un VNA e specchi a
focalizzazione parabolica.
Lemisure nello spazio libero sono di solito compromesse dalle
riflessioni multi-cammino perché spesso è impossibile predi-
sporre un’area completamente schermata attorno al disposi-
tivo sottoposto a collaudo (Fig. 7). Ciò dà origine a percorsi di
trasmissione addizionali che sovrappongono interferenze sul
segnale del percorso diretto.
Con il nome di gating si indica il processo mediante il quale si
selezionano o si eliminano determinati difetti durante l’analisi.
Nell’esempio riportato in figura 8 è stata utilizzata un’ampiez-
za di gate di 10 mm al fine di ridurre l’ondulazione provocata
dalle trasmissioni multi-cammino. I risultati del processo di ga-
ting possono essere lasciati nel dominio del tempo ma, molto
spesso, sono trasformati – con una trasformazione diretta – in
modo da ottenere i risultati nel dominio della frequenza corri-
spondenti allo scenario modificato generato (ovvero privo de-
gli effetti che sono stati filtrati). È possibile utilizzare gate pas-
sa-banda e passa-basso. Questo è importante perché i set-up
delle misure nello spazio libero sono a banda stretta. In queste
applicazioni sono spesso impiegate antenne a tromba (Horn):
si tratta di dispositivi limitati in frequenza che richiedono l’uso
di un gate (filtro temporale) passa banda.
Misure di integrità dei segnali
Ora che la velocità del traffico Internet gestito dai data cen-
ter ha raggiunto velocità di trasmissione dati che arrivano a
1 Tb/s, le interconnessioni dei dispositivi si sono trasformate
in veri e propri “colli di bottiglia” per le trasmissioni. I produt-
tori di connettori impegnati a garantire un’elevata integrità
dei segnali in presenza di alte velocità di trasferimento dati a
costi contenuti devono essere in grado di ottenere una corri-
spondenza molto precisa tra simulazione e misura durante lo
sviluppo dei prodotti. Per questo motivo è necessario attinge-
re al know how degli esperti nel campo delle microonde. In
particolare, i progettisti devono misurare il tempo di salita e il
ritardo di propagazione dei dispositivi ad ampia banda, come
ad esempio cavi coassiali, commutatori e amplificatori utilizza-
ti nei sistemi optoelettronici.
Solitamente, per la misura del tempo di salita e del ritardo si
faceva ricorso a oscilloscopi a campionamento unitamente a
generatori di impulsi con fronte di salita veloce. Ora che le am-
piezze di banda dei VNA hanno superato quelle degli oscillo-
scopi, gli analizzatori di reti vettoriali si propongono come una
Fig. 4 – Struttura interna del connettore riportato in figura 3
Fig. 5 – Misure nel dominio della frequenza (sopra) e del tempo (sotto)
relative al connettore di figura 3