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TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 63 gitale. L’implementazione di un ritardo di fase o di tempo per ogni singola antenna permette di utilizzare l’interferenza costruttiva e distruttiva per indirizzare il fascio RF in una particolare direzione. In un sistema di beamforming analogico (vedere la figura 1), un componente noto come variatore di fase controlla elettronicamen- te il ritardo di tempo. I sistemi di beam steering digitale (vedere la figura 2) implementano il ritardo di tempo nel processore. Singoli convertitori di dati eseguono il beam steering digitale per digitaliz- zare l’informazione da o verso ciascuna antenna, il che aumenta il numero di componenti che, a loro volta, incidono sulle dimensioni, sul peso, sulla potenza e sul costo del sistema (SWaP-C). Le antenne phased-array nello spazio Le costellazioni di satelliti che forniscono connettività Internet ad alta velocità sono un buon esempio per i sistemi di antenne pha- sed-array nello spazio. Questi satelliti sono posizionati in un’orbita terrestre bassa (LEO, Low Earth Orbit), che offre agli utenti una la- tenza molto minore, in quanto la distanza che deve essere coperta dai segnali è molto più breve rispetto all’orbita superiore in cui si trovano i satelliti in orbita geostazionaria. Le antenne phased-array nello spazio devono essere piccole, leggere e a bassa potenza, in quanto il costo per il lancio di satelliti in orbita è, come minimo, pari a 2.600 dollari al chilogrammo. Migliorare lo SWaP-C nello spazio I progettisti possono sfruttare molte soluzioni per ridurre lo SWaP-C nei sistemi a terra o aerei, ma spesso queste opzioni non sono di- sponibili per i sistemi per uso spaziale che richiedono prodotti preesistenti o tolleranti alle radiazioni. Le aziende sono in grado di completare i propri test alle radiazioni su circuiti integrati com- merciali (CI), possibilità nota come upscreening, in caso di volumi molto elevati, ma questa soluzione non è economicamente conve- niente per quelle aziende che lanciano soltanto alcune decine o centinaia di satelliti. TI consiglia l’utilizzo di CI qualificati per l’uso spaziale nella mag- gior parte dei casi e offre numerose classificazioni diverse per i dispositivi (vedere la figura 3). Con il sempre maggiore utilizzo di package in materie plastiche nello spazio, come SEP (space-enhan- ced plastic), QML Class P (Qualified Manufacturers List Class P) e QML Class Y, i costruttori di satelliti hanno la possibilità di ridurre le dimensioni e il peso rispetto ai tradizionali package in ceramica QML Class V. Inoltre, TI propone progetti di riferimento rivolti alle applicazioni phased-array. Ad esempio, il Progetto di riferimento per transceiver integrato per uso spaziale 4T5R (vedere la figura 4) offre una soluzione di campionamento RF tollerante alle radiazioni, con quattro trasmettitori e cinque ricevitori, attraverso la banda X con utilizzo dell’AFE7950-SP. Questo dispositivo integra sei convertitori analogico/digitale 3GSPS a 14 bit e quattro convertitori digitale/analogico 12GSPS a 14 bit in un package BGA (ball-grid array) da 17 mm x 17 mm. Il progetto di riferimento comprende inoltre l’LMX2694-SEP, un sin- tetizzatore loop ad aggancio di fase da 15 GHz per il clock del dispositivo, l’LMK04832-SEP per distribuzione del clock e del rife- rimento di sistema, dispositivi TRF0208-SEP multipli utilizzati come balun attivi e gestione dell’alimentazione. I dispositivi TRF0208-SEP possono convertire segnali a terminazione singola in segnali dif- ferenziali con 16 dB di guadagno e buona linearità su 8 GHz in un package da 2 mm x 2 mm, prendendo il posto di un blocco di guadagno RF e di un balun passivo. L’intero progetto entra in una scheda figlia VPX (Space Virtual Path Cross-Connect) (vedere la fi- gura 5) ed è conforme allo standard VITA 57 (VMEbus Internatio- nal Trade Association). Per un altro progetto di riferimento, TI ha collaborato con Alpha Da- ta per creare una soluzione VPX 6U per il nuovo FPGA AMD Versal, l’XQRVC1902. Questo FPGA (Field-Programmable Gate Array) di Xilinx è una valida scelta per le applicazioni phased-array, data la grande quantità di tessuto programmabile e transceiver ad alta velocità. Il kit Alpha Data ADM-VA600 (vedere la figura 6) com- prende una soluzione di alimentazione completa per soddisfare i requisiti di potenza dell’FPGA Versal insieme ai prodotti per clock, interfaccia, rilevamento e microcontroller dei dispositivi SEP di TI. I dispositivi di gestione della potenza di TI comprendono convertitori CC/CC, controller CC/CC e driver del gate, interruttori di carico ed LDO, come il TPS7H1111-SP e il TPS7H1111-SEP. Sebbene i sistemi di antenne phased-array aggiungano un cer- to grado di complessità alla progettazione dei sistemi, aumenta- no anche notevolmente le capacità dei sistemi satellitari di prossi- ma generazione. L’uso di componenti ottimizzati per questi sistemi consente ai progettisti di sistema di migliorare lo SWaP-C e di ag- giungere funzionalità in un fattore di forma simile alle architetture legacy. Figura 6. Il progetto della scheda modulare ADM-VA600