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Jim Curran

Il rumore di fase, o phase noise in inglese, è il nemico numero 1 delle sinusoidi, in quanto solo la sinusoide ideale ha rumore di fase nullo. Ecco perché tutti lo vogliono ridurre e, se fosse possibile, eliminare.

La purezza delle sinusoidi è un requisito sempre più importante nei sistemi a radiofrequenza moderni, dai radar ai ricetrasmettitori per le comunicazioni mobili.

Ne abbiamo parlato con chi è in prima linea nella guerra al rumore di fase, Jim Curran, Marketing Manager della divisione Microwave & Communications di Agilent Technologies.

Quali sono i sistemi di ultima generazione che sono più sensibili ai difetti dovuti ad un eccessivo rumore di fase?

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Tantissimi. Ad esempio, la nuova generazione di satelliti GPS richiede un’accuratezza doppia rispetto ai satelliti attuali. Ciò significa che il rumore di fase dei clock e degli oscillatori usati nei satelliti di nuova generazione devono essere provati e misurati con tolleranze molto più strette.

Nel settore dei radar un minor rumore di fase permette di identificare bersagli più lontani o più piccoli, ma il rumore di fase dell’analizzatore di misura non deve mascherare le prestazioni della radio da collaudare.

Infine, tutti i nuovi sistemi di comunicazione wireless sfruttano segnali modulati digitalmente e in questo caso un eccessivo rumore di fase può causare più errori nelle demodulazione dei simboli, e quindi EVM maggiore con rischio di interferenza intersimbolica e aumento del BER.

Perché è così importante il rumore di fase nei sistemi di comunicazione moderni?

Effetto del rumore fase sui sistemi radar

Prendiamo il caso di un radar che sfrutta l’effetto Doppler per identificare il movimento di un obiettivo e determinarne la velocità. Gli obiettivi con movimento lento, per esempio un camion o addirittura un pedone, creano una differenza di frequenza per effetto Doppler molto piccola.

Inoltre, gli impulsi di ritorno riflessi dell’obiettivo sono spesso di scarsa ampiezza e immersi nel rumore. Se il rumore di fase dell’impulso radar è eccessivo, ovvero se il suo spettro è troppo largo, si rischia che si sovrapponga allo spettro dell’impulso di ritorno che è sfalsato per effetto Doppler di pochi Hz.

Minore è il rumore di fase, maggiore è la possibilità per un radar di identificare bersagli in lento movimento.

Effetti del rumore fase sulla comunicazioni radioAnalogamente, uno strumento di misura a basso rumore di fase è indispensabile per misurare le interferenze nei canali adiacenti nei sistemi di radiocomunicazione moderni.

Il rumore di fase di un segnale interferente potrebbe mascherare il segnale nel canale e per identificare queste condizioni lo strumento di misura deve avere un rumore di fase intrinseco molto minore di quello dei potenziali segnali interferenti.

Cosa propone Agilent per combattere il rumore di fase?

Rumore di fase del generatore Agilent PSGFondamentalmente degli strumenti per misurare correttamente il segnale, nonché dei generatori con la massima purezza possibile, ciò che oggi è tecnicamente il più vicino possibile alla forma d’onda sinusoidale ideale.

Per esempio, il nostro analizzatore di segnali più potente, il modello PXA, offre oggi un rumore di fase di -129 dBc/Hz a 10 kHz di offset, mentre il generatore di segnali PSG, grazie alla nuova opzione UNY, migliora ulteriormente il rumore di fase di 5 dB nelle vicinanze della portante e di 12 dB del piedistallo di rumore (pedestal phase noise).

Sono due esempi tra i tanti di come Agilent continui quotidianamente la sua battaglia al rumore di fase per offrire ai sui clienti gli strumenti più precisi per caratterizzare i loro componenti e sistemi di nuova generazione.

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