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European Microwave Week 2014Roma questo mese ha vissuto una settimana da capitale delle microonde ospitando l’annuale manifestazione European Microwave Week. E’ stata una bella occasione per inquadrare un settore tecnologico in grande fermento, dove le potenzialità di sviluppo nei prossimi anni sono decisamente interessanti grazie a nuove applicazioni emergenti.

La parola d’ordine alla quale sarà utile abituarci è: onde millimetriche.

La ragione: sarà una delle tecnologie più richieste per contribuire allo sviluppo delle reti radiomobili 5G e alla diffusione dei sensori radar di ausilio alla guida delle automobili, due settori di mercato previsti in grandissima crescita nel prossimi decennio.

Onde millimetriche e reti 5G

Ricordiamo che per onde millimetriche si intende la porzione di spettro con frequenze comprese convenzionalmente da 30 GHz a 300 GHz.

TraliccioUna delle caratteristiche delle onde millimetriche e che differenziano questi segnali rispetto a quelli della classica porzione di spettro dello onde a radiofrequenza è che fanno fatica ad attraversare ostacoli e, quindi, a penetrare all'interno degli edifici.

E’ proprio una delle ragioni storiche per cui non sono state mai prese in considerazione in passato per realizzare reti cellulari. E allora perché adesso questo rinnovato interesse in una tecnologia che nelle precedenti quattro generazioni di reti mobili fu scartata a priori?

I motivi sono tre: banda, banda e ancora banda.

Eh sì, la sete di banda da parte degli utilizzatori di cellulari è tablet è sconfinata. Chissenefrega se non funziona il telefono, ma guai se non posso vedere YouTube o il film su Netflix: questo è il futuro che ci aspetta.

Ecco che allora gli operatori di telecomunicazioni devono ripensare le loro reti mobili partendo da presupposti ben diversi da quelli dei decenni scorsi.

Una delle armi a loro disposizione è attingere a una porzione di spettro, quella delle onde millimetriche, relativamente ancora sgombra rispetto all'affollatissima banda RF.

Inoltre, se vent'anni fa l’obiettivo primario degli operatori mobili era quello di realizzare rapidamente un’infrastruttura  installando relativamente poche stazioni radio base capaci di raggiungere molti utenti, oggi si devono rassegnare ad aumentare a dismisura il numero di punti di accesso radio per gestire l’elevatissima densità di utenti, che sono e saranno sempre più affamati di connessioni veloci.

Di conseguenza, le celle radio saranno sempre più piccole e arriveranno sempre più di frequente anche all'interno degli edifici. Ed ecco che nasce la grande opportunità per le onde millimetriche.

Diminuendo la distanza da coprire, diventano meno problematiche le difficoltà per superare gli ostacoli tra stazione base e terminali.

Inoltre, tecniche sviluppate recentemente come la trasmissione ad elevato parallelismo (massive MIMO), permettono di sfruttare meglio le particolari caratteristiche di propagazione delle onde millimetriche.

Esiste poi un'altra faccia della stessa medaglia, il collegamento delle stazioni radio base alla rete fissa, la cosiddetta infrastruttura di backhaul.

Dove possibile, le stazioni base delle reti 5G verranno collegata alla dorsale di rete tramite un collegamento in cavo, meglio ancora se in fibra, ma realisticamente non sarà sempre possibile, né economicamente conveniente.

La soluzione alternativa è quella dei ponti radio, che di nuovo per essere di capacità più elevata devono spostarsi a frequenze più elevate, passando anch'essi nell'ambito delle onde millimetriche. E poiché le tratte saranno spesso più brevi, si potranno adottare architetture di ripetizione del segnale innovative tutte da sperimentare.

Le attività di ricerca fervono in tutto il mondo e tutte le principali società di strumentazione elettronica sono parte attiva in questo processo collaborando con i vari enti di ricerca e costruttori impegnati nella definizione e sviluppo di reti 5G.

A Roma abbiamo visto diversi esempi significativi in questo senso, come ad esempio negli stand di National Instruments, Keysight Technologies e Rohde & Schwarz.

Onde millimetriche e radar

No ParkingStanchi di sentire il fastidioso cicalino del sensore di parcheggio quando fate retromarcia? Fatevene una ragione. Nel giro di pochi anni i sensori radar in macchina saranno diffusi quanto le cinture di sicurezza, ci dovremo abituare.

Il radar a onde millimetriche è una delle tecnologie emergenti, che si contrappone o si affianca a quella dei sistemi di visione, per realizzare i sistemi di assistenza alla guida in modo da avvisare preventivamente il guidatore della presenza di ostacoli sul percorso.

I sensori radar possono aiutare a capire se si sta incautamente uscendo dalla propria corsia, se c’è un pedone o in ciclista che la nebbia o il buio ci impediscono di vedere e così via. Il vantaggio delle onde radio è che di fatto funzionano in ogni condizione meteo e di illuminazione esterna.

Come testimonia Rohde & Schwarz, i principali costruttori di automobili sono impegnati nello sviluppo di sistemi di ausilio alla guida che diverranno gradualmente obbligatori su tutti i veicoli di nuova costruzione, il cui grado di sofisticazione non potrà che crescere nel tempo, senza necessariamente scomodare le futuribili auto a guida automatica.

Aiuto: i cinesi!

Rispetto all'analoga manifestazione svoltasi a Roma cinque anni fa, c’è un ospite in più che si nota: la Cina. Si cominciano a incontrare tecnici cinesi presenti non solo per comprare, bensì per vendere strumenti e sistemi di misura per radiofrequenza e microonde.

CinaNon stiamo parlando solo di oscilloscopi da qualche centinaia di euro (che tra l’altro ben note multinazionali rivendono al doppio rimarchiandoli), ma di strumenti tecnologicamente ben più sofisticati.

Cominciano a essere proposti analizzatori di spettro di tutto rispetto a prezzi inimmaginabili, analizzatori vettoriali e altri strumenti sofisticati in corso di sviluppo da centri di ricerca universitaria con alle spalle un numero di ricercatori da far paura.

Scorre un brivido nella schiena dei direttori commerciali delle storiche aziende di strumentazione elettronica, lo spettro di una nuova Huaweii aleggia nell’aria…

Microonde made in Italy

Pizza, mandolino e tecnologia. Nonostante tutto, l’Italia è ancora una paese ricchissimo di competenze specifiche nelle tecnologie elettroniche più avanzate, come nella trasmissione radio ad altissima frequenza.

Comparatore Pasquali Microwave SystemsGrazie all'indotto dell’ecosistema Finmeccanica sparse sul territorio ci sono tante realtà, magari poco conosciute al grande pubblico, ma che sono capaci di sviluppare prodotti che fanno il giro del mondo.

Dai circuiti a microonde di Siae Microelettronica alle guide d’onda di Pasquali Microwave Systems che viaggiano nello spazio e bordo di innumerevoli satelliti, ai sistemi di telemetria per la Formula 1 di e-wings e a tante altre soluzioni illustrate in Fiera a Roma.

È bello sapere che in Italia ci sia la capacità di inventare e realizzare sistemi elettronici ai massimi livelli.

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