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Analizzatore di spettro Rohde & Schwarz FSWRohde & Schwarz ha presentato il suo nuovo analizzatore di spettro FSW.

Qual è la novità? Semplicemente si tratta del più potente e sofisticato analizzatore di spettro mai realizzato dall'azienda tedesca.

Le soluzioni adottate sono molte innovative e servono per rispondere alla crescente sofisticazione delle applicazioni del settore RF e microonde, in particolare del settore della difesa e delle comunicazioni wireless.

Le sfide da affrontare nel settore difesa e comunicazioni wireless

Nella progettazione delle sua nuova famiglia di analizzatori di spettro FSW, Rohde & Schwarz è partita dall'analisi delle esigenze di chi deve sviluppare i sistemi oggi più avanzati.

Nel campo delle applicazioni aerospaziale e delle difesa un requisito costante è la ricerca del minor rumore di fase possibile. Un rumore di fase inferiore della strumentazione di misura significa per esempio poter sviluppare radar con una maggiore accuratezza nella rilevazione degli oggetti.

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Analogamente, un minore rumore intrinseco a una maggiore velocità di scansione permette di identificare meglio le emissioni spurie indesiderate, che costituiscono una delle principali sfide progettuali di molti sistemi radar.

Nel campo delle comunicazioni militari, un altro requsito importante è la capacità di demodulare segnali non standard e poter analizzare segnali a banda larga.

Il requisito della larga banda di analisi è molto richiesto anche nel campo delle comunicazioni wireless. Ad esempio, il nuovi standard per le wireless LAN 802.11ac prevede l'utilizzo di segnali che oppunano uno spettro di 80 MHz o addirittura 160 MHz.

Analisi contemporanea su più sistemi cellulariNel caso delle comunicazioni wireless, in particolare nell stazioni base, sarà sempre più frequente il ricorso a sistemi radianti multistandard. In tal caso, un singolo trasmettitore o una singola antenna potrà emettere segnali di più reti, per esempio GSM, UMTS e LTE, pertanto servono strumenti capaci di 'comprendere' i segnali dei vari standard e di analizzarli contemporanamente.

Prestazioni RF mai viste prima

La risposta di Rohde & Schwarz è la nuova famiglia di analizzatori di spettro FSW, composta da tre modelli che coprono la gamma di frequenza da 2 Hz fino a rispettivamente 8 GHz, 13 GHz e 26,5 GHz e che rappresentano la nuova offerta di punta dell'azienda tedesca, sostituendo i ben noti strumenti delle precedenti serie FSU e FSQ.

Per ognuno dei tre modelli, è possibile disporre di una larghezza di banda di analisi di 10 MHz, 28 MHz, 40 MHz, 80 MHz e 160 MHz.

Specifiche del rumore di faseLe specifiche del rumore di fase dimostrano l'evoluzione tecnologica di questo strumento migliorando da 10 a 20 dB quelle dei migliori strumenti finore realizzati. Ad esempio, il rumore a 10 kHz di offset da una portante a 1 GHz è di appena -137 dBc (1 Hz) e di -128 dBc (1 Hz) da una portante a 10 GHz.

I valori del rumore di fondo (DANL) si attestano a -169 dBm (1 Hz) a 2 GHz con il preamplificatore accesso e senza la funzione di cancellazione del rumore attiva. Accendendola, il livello di rumore di fondo visualizzato scende tipicamente di altri 13 dB, mentre l'accuratezza assoluta in ampiezza si mantiene entro 0,4 dB fino a 8 GHz.

Architettura interna innovativa

L'architettura interna della catena di trattamento dei segnali contiene diverse soluzioni innovative. Pur essendo lo strumento del tipo 'eterodina', in realtà al suo interno i percorsi sono differenziati (in modo trasparente per l'utente) in base alla gamma di frequenze in gioco e alle opzioni attivate.

Per tutti i segnali fino a 8 GHz, viene utilizzata una frequenza intermedia (IF) superiore a quella del segnali di ingresso, di circa 9 GHz. Al di sopra degli 8 GHz (e non 3-4 GHz come negli strumenti classici) viene usato un preselettore tramite un filtro YIG. La soluzione adottata permette di rendere molto piatta e stabile la risposta in frequenza fino a 8 GHz, comprendendo quindi anche l'importantissima banda dei 5 GHz usata nei sistemi wireless.

Per facilitare la misura delle armoniche, in particolare dei terminali o delle stazioni radio base, lo strumento FSW contiene al suo interno una serie di filtri passa basso e passa banda commutabili. Ciò permette di evitare il ricorso a matrici di commutazione esterne e cablaggi supplementari che complicano le operazioni di calibrazione delle misure per questo tipo di applicazioni.

La digitalizzazione del segnale convertito avviene, per larghezze di banda di analisi fino a 80 MHz, con un A/D a 16 bit funzionante con campionamento 200 MHz. Per la larghezza di banda di analisi di 160 MHz, il segnale segue un percorso altrernativo con digitalizzatore a 12 bit funzionante a 1 GHz, che garantisce una gamma dinamica priva di spurie (SFDR) di circa 80 dB.

Analisi multitasking e multistandard

Finora gli analizzatori di spettro potevano analizzare anche i segnali con le modulazioni più complesse, ma sempre uno per volta. L'analizzatore di spettro FSW cambia le regole del gioco: il suo sistema di analisi multistandard consente di visualizzare misure e analisi a differenti frequenze contemporaneamente, fino a una larghezza di banda di analisi di 160 MHz.

La possibilità di analizzare contemporanemente diversi segnali può aiutare in diverse occasioni. Si pensi alla potenziali interferenze su un segnale radar indotte da un sistema cellulare WCDMA, oppure al rallentamento della velocità utile di un collegamento dati trasportato da una rete LTE magari causato da una portante GSM che si attiva. Si tratta di scenari che sono sempre più frequenti e che lo saranno ancora di più in futuro, visto il proliferare di diversi sistemi di comunicazione RF attivi nella stessa zona di copertura, o addirittura attivi all'interno dello stesso dispositivo mobile.

Interfaccia utente pratica e moderna

Misure con l'analizzatore di spettro FSWLo schermo dello strumento è di tipo tattile da 12,1 pollici, il che rende decisamente comodo sfruttare le moderne interfacce utente con finestre disponibili a piacere e con effetti trasparenza.

L'interfaccia grafica è di tipo estremamente moderno e per diversi aspetti ricorda quella altrettanto innovativa proposta da Rohde & Schwarz nella sua serie di oscilloscopi RTO.

Le varie finestre possono essere organizzate in modo pratico tramite la funzione SmartGrid, che riadatta immediatamente quelle esistenti in funzione delle operazioni di 'trascinamento' effettuate dall'utente.

La funzione MultiView permette invece di raggruppare istantaneamente le varie singole finestre contemporaneamente attive nei vari 'tab' in uno solo schermata.

Come per tutti gli strumenti moderni, anche gli analizzatori di spettro FSW offrono tutte le funzionalità tipiche dei sistemi Windows, compresa connettività tramite i più recenti standard (compreso Ethernet a 1 Gbps) e driver per i classsici linguaggi di programmazione usati nell'automazione delle misure. Per garantire la riservatezza richiesta da alcune applicazioni, è stata inoltre prevista la possibilità di rimuovere e sostituire rapidamente l'hard disk contenente le proprie misure e configurazioni.

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