EO-466

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EDA/SW/T&M RADAR
68 - ELETTRONICA OGGI 466 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2017
analizzatori di segnali con uno stadio a frequenza
intermedia digitale a larga banda, oppure oscillo-
scopi o campionatori operanti a frequenza di cam-
pionamento sufficientemente elevata per acquisire
direttamente i segnali a radiofrequenza o microon-
de in banda base. Sebbene gli analizzatori di se-
gnali e gli oscilloscopi siano adatti per misure ripe-
titive, la scelta migliore per il front-end hardware è
spesso dominata da due specifiche prestazionali:
banda e range dinamico. I convertitori analogico
digitali ad alta velocità degli oscilloscopi capaci
di raggiungere le frequenze radio e le microonde
offrono una banda passante estremamente larga e
una buona linearità della fase. Invece, i convertitore
più lenti e i filtri più stretti degli analizzatori di se-
gnali offrono range dinamici maggiori. Un vantaggio pratico
degli analizzatori di segnali impiegati come piattaforma di
misura è che possono supportare il passaggio senza solu-
zione di continuità tra misure a spazzata, vettoriali o in tem-
po reale nello stesso strumento. Oggigiorno, un analizzatore
di segnali moderno può offrire queste potenzialità in una
singola piattaforma che copre senza soluzione di continuità
fino a 110 GHz.
Misurare la sezione radar e le proprietà dell’antenna,
di componenti e sottosistemi
Il guadagno d’antenna è una variabile chiave nell’equazione
fondamentale che esprima la massima distanza raggiungi-
bile dal radar e quindi influenza direttamente le prestazioni
del sistema. Altre proprietà importanti includono la pola-
rizzazione, la larghezza del fascio, l’asse elettromagnetico
dell’antenna e la larghezza dei lobi laterali. Un analizzatore
di reti vettoriale (VNA) è lo strumento ideale per eseguire
queste misure attraverso vari approcci di misura: configu-
razioni a campo vicino o lontano o di tipo planare, cilindrico
o sferico. Quando si lavora con sistemi di antenne multia-
pertura o a scansione di fase, aspetti quali le dimensioni
della matrice di antenne e il tempo di misura diventano
fondamentali nella scelta della soluzione di misura miglio-
re. Quando solo pochi canali sono necessari, l’approccio
basato su un VNA è sufficiente. Per un numero di canali di
qualche decina, invece, una soluzione multicanale basata
su hardware modulare e parallelizzabile è più efficiente. La
sezione radar ha un impatto diretto sulla massima distanza
operativa. Misurare questa grandezza presenta una diversa
serie di sfide, sintetizzabili nel livello evanescente dei se-
gnali da rilevare, che richiedono quindi ricevitori ultra sen-
sibili basati su demodulatori per produrre risultati sensati.
Inoltre la finestratura temporale può essere necessaria per
migliorare i risultati, escludendo piccole riflessioni causate
da elementi presenti all’interno del setup di test. I compo-
nenti lungo il cammino del segnale, quali filtri, duplexer e
circolatori, possono causare perdite che hanno un impatto
rilevante sulla potenza di uscita del sistema. Altre alterazio-
ni come la piattezza della fase, dell’ampiezza e il ritardo di
gruppo possono influenzare le prestazioni. Un misuratore
di potenza a due porte rappresenta un modo semplice per
misurare le perdite. Un analizzatore vettoriale di reti offre
un’ampia gamma di misure per segnali continui e impulsati,
consentendo una caratterizzazione dettagliata dei compo-
nenti e dei sottosistemi presenti lungo il cammino del se-
gnale all’interno del sistema radar.
Figura di rumore, lobi temporali e rumore di fase
La figura di rumore, l’ampiezza delle code laterali e il ru-
more di fase sono caratteristiche cruciali che hanno un ef-
fetto profondo sulle prestazioni di ogni sistema radar. La fi-
gura di rumore influenza le prestazioni del ricevitore; i lobi
laterali la risoluzione spaziale e il range dinamico, mentre
il rumore di fase produce delle bande laterali che riducono
il rapporto segnale/rumore. Queste misure possono essere
eseguite in modo efficiente e accurato impiegando solu-
zioni dedicate o analizzatori generici dotati di applicazioni
di misura specializzate. In definitiva, la capacità di misura-
re, analizzare e comprendere questi parametri di un radar
rende possibili miglioramenti importanti nella risoluzione
spaziale, nel range dinamico, nel rapporto segnale/rumore
e non solo.
Nota
(1)
1386EN.pdf?id=2715324
Per maggiori dettagli sulle soluzioni di misura adatte ai
radar, potete visitare la pagina
radar-focus
Fig. 3 – Spettro in frequenza che rivela utili proprietà del segnale impulsato nel
dominio del tempo