I moderni sistemi di comunicazione militare basati su radio definite via software utilizzano forme d’onda complesse che hanno sequenze di sincronizzazione estremamente brevi. Inoltre, vengono tipicamente utilizzati schemi di trasmissione a banda larga che adottano veloci salti di frequenza (frequency hopping) come contromisura per la guerra elettronica.

Le sequenze di salti di frequenza spesso coprono bande superiori ai 100 MHz con ritmi di salto di migliaia di frequenze al secondo. Prima che una comunicazione possa avvenire in sicurezza, tutti sistemi radio coinvolti devono essere sincronizzati con un riferimento di clock principale (master clock). Successivamente, ciascuna radio seguirà lo schema di salto definito centralmente basandosi esclusivamente sul proprio clock interno.

La finestra di sincronizzazione per stabilire un collegamento tra due radio è però molto stretta. I tempi di ritardo e l’accuratezza dei singoli sistemi di clock diventano pertanto un fattore molto critico in queste applicazioni. I clock di sistema vengono frequentemente risincronizzati con il clock principale. Ma le radio devono sempre affrontare i ritardi temporali e quelli caratteristici che derivano dall’utilizzo dello schema a salto di frequenza.

Le radio aeronautiche sono particolarmente soggette a dover funzionare in condizioni estreme. Le lunghe distanze potenzialmente esistenti tra trasmettitore e ricevitore causano ritardi considerevoli del segnale anche fino a diversi millisecondi. Nei casi peggiori, non si riesce a stabilire la comunicazione. Inoltre, la velocità supersonica degli aerei militari crea effetti Doppler molto significativi nel segnale ricevuto che possono creare notevoli problemi.

Le prestazioni dei sistemi radio a salto di frequenza nelle condizioni di caso peggiore devono essere controllate dai costruttori per ottimizzarne il progetto e verificarne la conformità alles specifiche di sistema.

Di solito, le aziende specialzzare in questo tipo di collaudi devono noleggiare elicotteri, aree di volo, personale e antenne per eseguire nel prove in ambienti ‘realistici’, un’operazione ovviamente molto lunga e costosa. I risultati di queste prove sono oltretutto influenzata da molte sorgenti di errore note e meno note, come la posizione delle antenne e altri parametri.

La figura mostra un banco di prova per ricetrasmettitori militari a salto di frequenza.

La sincronizzazione del ricevitore (dispositivo in basso) con il trasmettitore (dispositivo in alto) viene provata introducendo un ritardo di diversi millisecondi nel segnale trasmesso mediante la sezione di fading del generatore di segnale. Questi ritardi si verificano nei casi reali quando due aeroplano comunicano essendo a centinaia di kilometri di distanza.

Per eseguire la prova, il ricetrasmettitore di riferimento invia un segnale RF all’analizzatore di segnali R&S FSQ , che lo converte in banda base. Il risultante flusso I/Q in forma digitale viene passato in tempo reale al generatore di segnali vettoriali R&S SMU200A. Le sue funzionalità di fading interne introducono in modo controllato gli effetti di ritardo, Doppler e fading desiderati per simulare le condizioni operative reale, come il volo a velocità molto differente. Il segnale di prova viene traslato a radiofrequenza prima di essere passato al ricetrasmettitore in prova usato per demodulare il contenuto del segnale originalmente trasmesso.

La corretta sincronizzazione tra trasmettitore e ricevitore viene controllata confrontando con un oscilloscopio i segnali di sincronismo emessi da trasmettitore e ricevitore.

Applicando vari ‘scenari ambientali’ mediante le opzioni di fading disponibili nel generatore R&S SMU200A è possibile identificare rapidamente i limiti prestazionali del ricetrasmettitore in prova.

L’analizzatore di segnali R&S FSQ supporta lo streaming in tempo reale di segnali con una larghezza di banda fino a 28 MHz. Le forme d’onda a salto di frequenza che eccedono questa banda sono tipicamente collaudate utilizzando schemi a salto di frequenza a minor banda fornito dal costruttore della radio.

Questo tipo di banco di misura elimina le fonti di errore sconosciute e permette ai costruttori di ottimizzare i progetti delle radio e permette alle aziende specializzati in collaudo, agli integratori di sistemi o agli utilizzatori militari di verificare la conformità delle apparecchiature alle specifiche e norme internazionali oppure alle condizioni operative reale nelle quali dovranno funzionare.