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Obiettivo della ricerca è la realizzazione di un radar impulsato UWB integrato, a basso costo e con basso consumo di potenza. In particolare si vuole realizzare un sistema in grado di operare su distanze massime contenute (nell’ordine della decina di metri), e in grado di fornire elevata risoluzione (nell’ordine dei centimetri). All’attuale stato dell’arte non HP G72 Batteria esistono radar a singolo chip di questo tipo, mentre ci sono innumerevoli e importanti applicazioni possibili che vanno dall'aiuto offerto nella mobilità autonoma (ad esempio per persone non vedenti) fino alle applicazioni di tipo Ground Penetrating Radar e di visione attraverso i muri, sia in ambito civile per il soccorso di superstiti in caso di crolli o di terremoti, sia in ambito militare e antiterroristico. HP 484170-001 Batteria

Possono essere identificate le seguenti attività principali nella ricerca:

1. Progetto, realizzazione e collaudo del trasmettitore e del ricevitore integrati UWB fino ai terminali di antenna. Il motivo principale per progettare una soluzione integrata è la riduzione di costo, consumo di potenza e ingombro richiesti dalle applicazioni considerate. La banda scelta permette di minimizzare problemi di interferenza passiva e/o attiva da e HP G7000 Batteria verso dispositivi già installati ed è inoltre utilizzabile liberamente senza la richiesta di licenze. Le frequenze in gioco rappresentano anche un buon compromesso fra requisiti tecnologici, prestazioni e riduzione degli ingombri. Al fine di ridurre i costi complessivi del sistema, il transceiver verrà realizzato in tecnologia mista bipolare-CMOS (BiCMOS) in silicio germanio a 0.35µm, che rappresenta il miglior compromesso fra prestazioni ottenibili e abbattimento dei costi.  HP 484171-001 Batteria

2. Progetto, realizzazione e collaudo delle antenne da utilizzare in un radar UWB ultracompatto. È noto, infatti, che la realizzazione di antenne per sistemi UWB risulta più impegnativa rispetto al caso dei sistemi a banda stretta se all’antenna sono richieste direttività elevata e dimensioni ridotte. Un’antenna UWB infatti deve garantire un compaq 610 Batteria comportamento uniforme su una estesa gamma di frequenze, sia dal punto di vista delle sue proprietà radiative, sia dal punto di vista della sua funzione di trasferimento, sia in termini di adattamento di impedenza con il trasmettitore e con il ricevitore. Verranno quindi realizzate e collaudate sia antenne a “horn” ingegnerizzate allo scopo di ridurre il più possibile le loro dimensioni, sia antenne planari monopolari direttive che ovviamente meglio si prestano all’integrazione con il trasmettitore e il ricevitore.  HP 436281-141 Batteria

3. Realizzazione e collaudo del sistema radar complessivo, avente un raggio di azione in aria di circa 10 metri e una risoluzione nella misura della distanza di 75 millimetri. Il sistema sarà composto da un test-chip montato su scheda PCB collegato alle antenne precedentemente realizzate e collaudate. L’obiettivo è il collaudo del sistema complessivo [  ] per verificarne il livello di SNR e dare le indicazioni necessarie all’implementazione degli algoritmi di elaborazione. HP 441425-001 Batteria Infatti, anche se l’elemento circuitale più critico è senz’altro la sezione a radio-frequenza, un radar integrato necessita anche di una sezione digitale in grado di elaborare i segnali ricevuti. Questa dovrà generare, a seconda dell’applicazione designata, le necessarie informazioni che devono essere fornite all’utente finale. Inizialmente l’elaborazione digitale sarà demandata ad un calcolatore esterno collegato al sistema transceiver/antenna.

OBIETTIVO FINALE della ricerca è la realizzazione di un radar impulsato UWB (Ultra WideBand) integrato, a basso costo e con basso consumo di potenza. In particolare si compaq 615 Batteria vuole realizzare un sistema in grado di operare su distanze massime contenute (nell’ordine della decina di metri), e in grado di fornire elevata risoluzione (nell’ordine dei centimetri). All’attuale stato dell’arte non esistono radar a singolo chip di questo tipo, mentre ci sono innumerevoli e importanti applicazioni possibili che vanno dall'aiuto offerto nella mobilità autonoma (ad esempio per persone non vedenti) fino alle applicazioni di tipo Ground Penetrating Radar (GPR) e HP 482962-001 Batteria di visione attraverso i muri (Through Wall Probing Radar), sia in ambito civile per il soccorso di superstiti in caso di crolli o di terremoti, sia in ambito militare (teatro Close Quarter Battle) e antiterroristico.

A questo proposito, si segnala che la tematica ha già attirato l’attenzione di potenziali utilizzatori (in primis, archeologi), di conseguenza, si ritiene opportuno anticiparne il più possibile il coinvolgimento nel progetto, non solo in nome dell’interdisciplinarietà, ma anche, più concretamente, per affinare via via la definizione degli obiettivi e stendere assieme le HP 432974-001 Batteria specifiche a cui dovranno soddisfare eventuali ricadute industriali dell’attività di ricerca.  Nel contesto generale sopra esposto, possono quindi essere identificati i seguenti SOTTO-OBIETTIVI PRINCIPALI:

1. Progetto, realizzazione e collaudo del trasmettitore e del ricevitore integrati UWB (nella banda fra 6 GHz e 8 GHz) fino ai terminali di antenna. Il motivo principale per progettare una soluzione integrata (single chip) è la riduzione di costo, consumo di potenza e ingombro richiesti dalle applicazioni considerate HP HSTNN-IB72 Batteria.

Un basso consumo di potenza è utile sia per la riduzione dell'esposizione alla radiazione elettromagnetica del corpo umano, sia per l’aumento della durata delle batterie e, di conseguenza, del periodo di autonomia nell'uso del dispositivo. L'ingombro limitato, invece, permette una facile portabilità. L’intervallo di frequenze precedentemente indicato è stato scelto in base a diverse considerazioni. Innanzitutto, l’utilizzo di segnali a banda estremamente elevata è necessario per HP HSTNN-IB73 Batteria ottenere elevate risoluzioni nella misura della distanza degli oggetti circostanti. Migliorando tale risoluzione si ottiene una maggiore capacità nella ricostruzione dell’ambiente da parte del radar stesso (radar imagery). La banda scelta permette di minimizzare problemi di interferenza passiva e/o attiva da e verso dispositivi già installati ed è inoltre utilizzabile liberamente senza la richiesta di licenze.

Le HP COMPAQ Mini CQ10 Batteria frequenze indicate rappresentano infine un buon compromesso fra requisiti tecnologici, prestazioni e riduzione degli ingombri. Al fine di ridurre i costi complessivi del sistema, il transceiver verrà realizzato in tecnologia mista bipolare-CMOS (BiCMOS) in silicio germanio a 0.35µm, che rappresenta il miglior compromesso fra HP HSTNN-IB04 Batteria prestazioni ottenibili e abbattimento dei costi.

L’utilizzo di segnali a banda estremamente elevata (ovvero UWB) comporta, tuttavia, notevoli difficoltà progettuali nella realizzazione del ricetrasmettitore (transceiver) integrato in quanto gli approcci e i circuiti a radio-frequenza tradizionali (generatori di segnali, amplificatori, mixer etc…) sono adatti a segnali a banda stretta. Nuove soluzioni progettuali in grado di lavorare su bande così estese vanno pertanto studiate. La necessità di limitare la potenza irradiata, con conseguente diminuzione del rapporto segnale rumore (SNR) in ricezione, rende inoltre fondamentale lo studio di HP HSTNN-LB17 Batteria nuove topologie circuitali (o il miglioramento di topologie esistenti), rendendo necessaria una cura particolare nella progettazione dell’architettura circuitale del sistema complessivo.

L’obiettivo parziale in questione si inserisce in un contesto di ricerca (di base e applicata) estremamente dinamico: ad esempio, la trasmissione UWB si va sempre più affermando per permettere comunicazioni ad elevata capacità usando segnali di bassa potenza. Tutto ciò si ottiene grazie all’enorme capacità di canale derivante dall’utilizzo di bande HP HSTNN-LB73 Batteria estremamente elevate e grazie all’immunità che impulsi ultra-corti offrono a problemi tipici delle comunicazioni mobili, quali ad esempio il fading da cammini multipli.

2. Progetto, realizzazione e collaudo delle antenne da utilizzare in un radar UWB ultracompatto. È noto, infatti, che la realizzazione di antenne per sistemi UWB risulta più impegnativa rispetto al HP Compaq NC4400 Batteria caso dei sistemi a banda stretta, specie se all’antenna sono richieste direttività elevata e dimensioni ridotte. Un’antenna UWB infatti deve garantire un comportamento uniforme su una estesa gamma di frequenze, sia dal punto di vista delle sue proprietà radiative, sia dal punto di vista della sua funzione di HP HSTNN-OB42 Batteria trasferimento (in particolare per garantire un ritardo di gruppo il più possibile costante in frequenza al fine di evitare distorsioni troppo significative dei segnali trasmessi), sia in termini di adattamento di impedenza con il trasmettitore e con il ricevitore.

Questi stringenti requisiti si traducono in una difficoltà progettuale che ha recentemente attratto l’interesse della comunità scientifica nazionale e internazionale. Verranno qui realizzate e HP Compaq nc2400 Batteria collaudate sia antenne a “horn” (che grazie alla loro direttività si prestano ad applicazioni di tipo radar) ingegnerizzate allo scopo di ridurre il più possibile le loro dimensioni, sia antenne planari monopolari direttive che ovviamente meglio si prestano all’integrazione con il trasmettitore e il ricevitore. Sebbene HP HSTNN-UB72 Batteria negli ultimi anni siano state proposte in letteratura diverse antenne planari del tipo unipolare per applicazioni radio UWB, da poco l’attenzione è stata rivolta anche alla possibilità di aumentarne la direzionalità per il loro utilizzo in applicazioni radar. Il crescente interesse per il settore radar UWB indubbiamente contribuisce a far nascere una rinnovata attenzione della ricerca (sia di base sia applicata) verso il progetto di antenne planari di nuova generazione.

3. Realizzazione e collaudo del sistema radar complessivo, avente un raggio di azione di circa 10 metri e una risoluzione nella misura della distanza di 75 millimetri. Il sistema sarà composto da un test-chip montato su scheda PCB collegato alle antenne precedentemente realizzate e collaudate. L’obiettivo è il collaudo del sistema complessivo per HP HSTNN-DB75 Batteria verificarne il livello di SNR e dare le indicazioni necessarie all’implementazione degli algoritmi di elaborazione. Infatti, anche se l’elemento circuitale più critico (date le stringenti specifiche in termini di SNR e larghezze di banda utilizzate) è senz’altro la sezione a radio-frequenza, un radar integrato necessita anche di una sezione digitale in grado di elaborare i segnali ricevuti. Questa dovrà generare, a seconda dell’applicazione designata, le necessarie informazioni che devono essere fornite in uscita e portate all’utente finale. Inizialmente l’elaborazione digitale è demandata ad un calcolatore esterno collegato al HP compaq nc6120 Batteria sistema transceiver/antenna.

Successivamente, la sezione digitale potrà essere integrata sul singolo chip che costituisce il radar UWB. La possibilità di riconfigurare velocemente il software di elaborazione permetterà di analizzare / modificare / validare in maniera pratica e veloce gli algoritmi corrispondenti alle diverse applicazioni prese in considerazione.  Il Progetto di Ricerca è HP HSTNN-DB14 Batteria organizzato in due Fasi (FASE 1 e FASE 2); ciascuna Fase è a sua volta suddivisa in Pacchetti di Lavoro (WP), con propri sotto-obiettivi parziali e finali verificabili, con compiti precisi e sinergici affidati alle diverse unità che partecipano al progetto, come spiegato dettagliatamente nel Programma di Ricerca.

dove c è la velocità della luce e BW è la larghezza di banda degli impulsi utilizzati dal radar. L’utilizzo di impulsi con larghezza di banda elevata consente quindi di migliorare la risoluzione e, di HP Envy 17 Batteria conseguenza, di aumentare il livello di dettaglio con il quale il radar è in grado di ricostruire l’ambiente circostante. Il radar che verrà sviluppato in questo progetto avrà una risoluzione radiale nell’ordine dei centimetri e quindi una larghezza di banda dell’ordine dei gigahertz.  Una banda così ampia fa sì che il sistema che si vuole realizzare appartenga a tutti gli effetti alla categoria dei dispositivi UWB, recentemente sottoposta a normativa da FCC  HP G60 Batteria.

Tali norme impongono un livello massimo di Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) di -41.3 dBm/MHz e una banda utilizzabile che va da 3.1 GHz a 10.6 GHz. Se è vero che l’interferenza attiva da HP G61 Batteria parte di dispositivi UWB verso dispositivi a banda stretta non rappresenta un fattore limitante (grazie alla bassa densità spettrale massima consentita), l’interferenza passiva può invece costituire un problema. Nel caso in esame, in particolare, ciò riguarda i dispositivi compatibili con lo standard IEEE 802.11a, che operano nelle bande 5170 - 5230 MHz e 5180 - 5825 MHz . La HP 550 Batteria scelta di utilizzare segnali che occupano una banda fra 6 e 8 GHz risolve, per il caso del presente progetto, queste  problematiche.

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