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TECH-FOCUS NETWORKANALYSIS 40 - ELETTRONICA OGGI 485 - APRILE 2020 Un utile ripasso dei principi base dell’analisi vettoriale delle reti e una descrizione dei parametri della rete che è possibile misurare con un Vector Network Analyzer LEMISURENEI SISTEMI DI COMUNICAZIONERF ei sistemi di comunicazione che tra- smettono segnali con contenuto infor- mativo, è fondamentale che il segnale raggiunga la sua destinazione con la massima efficienza e minima distorsione. L’analisi vet- toriale delle reti elettriche è un metodo per caratterizzare con precisione le prestazioni degli apparati misurandone il comportamento in ampiezza e fase nel range operativo di fre- quenza e potenza. In questo articolo saranno descritti i parametri della rete che è possibile misurare per mezzo di un importante stru- mento da laboratorio per l’analisi delle reti: il Vector Network Analyzer. La descrizione sarà preceduta da una sintetica trattazione dei principi di base dell’analisi vettoriale delle reti. In qualsiasi sistema di comunicazione si deve considerare l’effetto della distorsione del segnale. In un dispositivo con comporta- mento lineare, il segnale transitante dall’in- gresso all’uscita mantiene inalterata lo stesso valore di frequenza, ma può subire variazioni di fase e ampiezza. In un comportamento non lineare, il segnale in uscita potrebbe subire variazioni di frequenza oppure, la generazio- ne di frequenze aggiuntive (ad es. armoniche, prodotti d’intermodulazione). Un altro aspetto fondamentale nei sistemi di comunicazione è l’efficienza di trasferimento di energia input- output di un dispositivo. Al fine di trasmettere o ricevere in modo efficiente potenza RF, dispositivi come ad esempio, linee di tra- smissione, antenne e amplificatori, devono presentare il corretto matching di impedenza: in ingresso, verso la sorgente del segnale, in uscita, rispetto al carico. La misura dell’am- piezza e fase di un segnale è importante per diversi motivi. Innanzitutto, entrambe le misure sono necessarie per caratterizzare completamente una rete lineare e garantire la trasmissione/ricezione senza distorsioni. Per ottenere il massimo trasferimento di potenza, le reti devono essere progettate per il corretto matching d’impedenza, perciò, deve esse- re misurata l’impedenza complessa che un dispositivo presenta alla sorgente e al carico. Potenza incidente e riflessa Nella sua forma fondamentale, l’analisi vet- toriale della rete prevede la misurazione di onde incidenti, riflesse e trasmesse, che viag- giano lungo le linee di trasmissione. Usando come analogia le lunghezze d’onda ottiche, quando la luce colpisce una lente trasparen- te (energia incidente), una parte della luce viene riflessa dalla superficie della lente, ma la maggior parte continua attraverso la lente (energia trasmessa). Se la lente ha la superficie a specchio, la maggior parte della luce sarà riflessa e poca o nessuna luce l’attraverserà. Anche se le lunghezze d’onda ottiche sono diverse da quelle dei segnali RF e a microonde, in merito al comportamento di trasmissione delle onde, il principio è lo stes- so. Gli analizzatori vettoriali di reti misurano accuratamente l’energia incidente, riflessa e trasmessa, come ad esempio l’energia che viene inviata su una linea di trasmissione e riflessa in parte lungo la linea di trasmissione verso la sorgente (a causa del disadattamento dell’impedenza), e trasmessa con successo ad un dispositivo (ad esempio, un’antenna). La Carta di Smith La quantità di energia riflessa rilevata durante la caratterizzazione di un dispositivo, dipen- de dall’impedenza che il segnale incidente “vede”. Una qualsiasi impedenza può essere N Fulvio De Santis