Descrizione delle procedure di inizializzazione

Il sistema usa la procedura di “interrupt” seguita da un “Handshakes”(procedura di scambio di informazioni), affinché i microprocessori inizino con l'appropriata sequenza.

La “Main CPU” controlla le batterie di tenuta all’ interno della memoria, per stabilire se è necessaria una inizializzazione completa.

Se la memoria contiene dei parametri validi, la procedura viene iniziata utilizzando questi parametri che sono:

- limiti di scansione.

- lockout (frequenze e range di frequenze da non considerare nell'analisi) - risoluzione, etc..

Se uno qualsiasi dei parametri viene ritenuto non valido, li inizializzazione avviene utilizzando i valori, di “defoult”(pre-programmati).

Da notare che il test “verifica di validità dei pa rametri”, risulta complesso,poiché non è sempre facile determinare la differenza tra una memorizzazione avvenuta con dati casuali o con parametri validi.

La CPU del “receiver control” genera un segnale di fine scansione EOS(end of scan), che viene,utilizzato per sincronizzare tutti i cambiamenti di parametri tra i microprocessori (es.

tipo di scansione, risoluzione e limiti di scansione).

Questa CPU inoltre, genera un segnale LOCK che sincronizza ogni passo del ricevitore con le stato del la macchina.

Il software è strutturato in modo tale che tutti I parametri di controllo di scansione siano formattati quando sono inseriti come “input” dall'operatore e non quando essi vengono utilizzati al segnale di EOS. Questo consente che la scansione sia effettuata più velocemente ed una maggiore flessibilità nella programmazione della scansione.

Poiché tutti i parametri sono inizializzati alla fine di ogni scansione, sono possibili alternative al semplice metodo di una analisi che parta da una f_min (2 MHz) fino ad una

fmax (1400 MHz).

Possono essere infatti effettuate scansioni parziali che incrementano la velocità di ripetizione della scansione e/o dare priorità a particolari segmenti di interesse.

E’ possibile inoltre, il “lockout” (salto di frequenze e intervalli di frequenze non di interesse) e in alternativa, certe bande possono essere esplorate più spesso di altre.

Un uso importante dei dati acquisiti è quello di identificare dei segnali e quindi settare dei ricevitori ausiliari (handoff) su questi segnali.

Questo può essere effettuato manualmente tramite operatore che osserva i dati sul display o automaticamente.

Nel primo caso l'operatore sposta dei cursori lungo la traccia sul video, legge la frequenza del segnale centrato dal cursore e sintonizza manualmente il ricevitore sulla frequenza desiderata. Nel case di controllo remotizzato del ricevitore "handoff', l'operatore posiziona Il cursore sulla frequenza d’ interesse e premendo un pulsante, automaticamente, sintonizza il ricevitore ausiliario su quella frequenza.

In un sistema automatico l'operatore inserisce i parametri di 'handoff’ e il sistema provvede sia alla selezione del segnale che al ‘set-up’ del ricevitore. I parametri di 'handoff’ possono essere:

- Il ricevitore 'handoff' da utilizzare - Il ‘set-up’ del ricevitore

- Tempo e giorno - Parametri di selezione I parametri di selezione sono:

L'ampiezza del segnale, la soglia e la durata.

Possono essere selezionate più bande di ricerca per più ricevitori 'handoff’ da connettere al sistema. Con riferimento allo schema a blocchi di fig.16-6, il modulo d'interfaccia con i ricevitori è il - DUAL I/O - . Il sistema può controllare fine a 15 ricevitori esterni via interfaccia RS 232, RS 422 e IEEE 488.

Sempre con riferimento al blocco di fig.16-6, il modulo opzionale - IF DEMOD - consente la selezione della larghezza di banda IF potendosi usare fino a 4 filtri IF nell'intervallo da 3 KHz a 8 MHz, inoltre si può avere la demodulazione di segnali di tipo: AM, FM, CW, USB, ISB e impulsivi.

I circuiti IF non sono utilizzabili durante la scansione, ma quando l'unità e nel modo di funzionamento a sintonia fissa.

La bande di frequenza associate con il connettore di antenna (antenna switch), possono essere fissate dall'operatore via pannello frontale. Il modulo IF ha inoltre diverse uscite:

SM output( signal monitor) e VIDEO output, sono delle uscite IF a larga banda. Si hanno inoltre, un'uscita IF ed un'uscita ausiliaria che possono essere connesse a demodulatori di tipo diverso.

Il 'Data base proccesor’, come detto, memorizza il dato di ampiezza per ogni cella di frequenza (fra ogni cella può esserci un passo di 5 KHz o 25 KHz a seconda il tipo di scansione scelta).

Il valore di ampiezza può essere quello reale o il valore di picco. Per ogni cella vengono memorizzati, inoltre, l'antenna selezionata e lo stato di lockout. Il modulo ‘Graphics formatter’ seleziona i dati per la forma di visualizzazione richiesta che è del tipo a barre (vedi fig.17.1), fine ad un massimo di 6 tracce che possono essere programmate per avere una visione delle spettro nella sua totalità o una visualiz zazione dettagliata di un determinato intervallo di frequenza. I dati di informazione spettrale in uscita dal ‘graphics formatter’, sono combinati con i dati alfa numerici provenienti dalla CPU (Main CPU), nella 'alpha graphics display driver' che genera i segnali da visualizzare. Una volta creata l' informazione relativa all'immagine da visualizzare, essa viene inviata al “Front panel assembly” per la visualizzazione su di un pannello EL (Elettroluminescente).

L'Alpha graphics display driver’ ha due uscite ausiliarie per un'unità monitor remota che si interfaccia con un monitor esterno.

Il blocco I/O optino, viene utilizzato per connettere un computer esterno per il controllo del set-up delle funzioni del ricevitore, le interfacce possono essere RS-232 o IEEE 488.

Come già visto, l'access o al data base del sistema è possibile per mezzo di un’ interfaccia DMA (Direct memory access) .

In fig.17.1 si notano le tracce relative al contenuto spettrale e al menù del sistema. In esso risulta in evidenza la funzione che sta operando, in questo caso,: ‘ scansione in corso'.

In fig. 17.2 e illustrato il ‘display mode menu che consente di scegliere fra 5 tipi diversi di rappresentazione:

- Real time.I dati di ogni scansione sono visualizzati direttamente

- Peak mode. Viene visualizzato il valore di picco, per ogni cella di frequenza, rilevato durante le scansioni.

- I due modi 'Decay’ sono simili al ‘peak mode’ eccetto che il valore di picco viene gradualmente ridotto nel tempo se non è rimpiazzato dal campione corrente. La velocità di decadimento può essere veloce (fast) o lenta (slow).

- Hold mode. Inibisce l'aggiornamento del display, consentendo ai dati inviati al mainframe computer di essere aggiornati.

FIG.17.1 Menu Principale

FIG.17.2 Display Mode Menu

Per finire si riportano le caratteristiche principali del ricevitore a rapida acquisizione descritto.

VELOCITA’ DI SCANSIONE 1 GHz/sec [ risoluzione 25 KHz]

200 MHz/sec [risoluzione 5 KHz]

BANDA DI FREQUENZA 2 MHz ÷ 1400 MHz

RISOLUZIONE 5 KHz o 25 KHz

SEGNALE MINIMO RILEVABILE ≤ - 105 dBm [risoluzione 5 KHz]

ACCURATEZZA DI SINTONIA 1 KHz

RANGE DINAMICO 60 dB

18. Conclusioni

Si sono esaminate varie tecnologie che consentono di ottenere un'alta probabilità di intercettazione (POI) nei riguardi di segnali di breve durata e dotati di caratteristiche di agilità in frequenza.

Si sono esaminate diverse tecniche adottate nel campo EW (Electronic.Warfare), come i ricevitori a cristallo a larga banda, IFM (Intantaneus frequency measurament), canalizzati, a microscansione ed opto-acustici.

Queste varie tecniche di ricezione, pur avendo in genere, un'alta POI, non possiedono sufficienti doti di selettività e sensibilità che invece possono essere ottenute con un approccio classico supereterodina. Daltronde l'ambiente delle telecomunicazioni, a causa della natura dei segnali presenti, piccole spaziature fra canali, grande range dinamico delle ampiezze, richiede ricevitori con una buona dinamica, grande sensibilità e selettività.

Da queste considerazioni deriva, che alle stato attuale della tecnica, l'approccio supereterodina risulta insostituibile per gli scopi di radio sorveglianza nel campo delle radio comunicazioni, con il fondamentale limite di non poter rilevare segnali di durata troppo breve comparabilmente ai tempi di scansione e di sintonia di tale tipo di ricevitore.

Si sono esaminati quindi, dei sistemi ibridi e in particolar modo, un ricevitore a rapida acquisizione rapida realizzato sulla base di un classico ricevitore supereterodina, dove però, i passi di sintonia risultano piuttosto larghi (600 KHz o 3 MHz).

Questa banda viene analizzata per mezzo dì un metodo ibrido che prevede un primo convertitore A/D che consente la manipolazione del segnale con la tecnica a compressione di tempo, e quindi una successiva conversione D/A, e ancora una conversione A/D per memorizzare i dati raccolti e darne l'opportuna rappresentazione.

Per aumentare la velocità di analisi. dell'intervallo di frequenza si è adottata l'ingegnosa tecnica della compressione temporale che consente dì incrementare la velocità di spazzolamento del segnale in frequenza senza ridurre la risoluzione prefissata (nel caso in esame di 25 KHz o 5 KHz).

Come si può notare, questo tipo di sistema costituisce una soluzione di compromesso fra lo schema classico supereterodina ed un trattamento misto del segnale digitale e analogico.

come già accennato, i progressi che si attendono in uno schema di questo genere, per aumentarne la velocitá di acquisizione, possono venire dall'adozione di un sintetizzatore diretto dIgitale in sostituzione del classico PLL che a causa dell'anello di reazione ha un limite nella velocità massima di sintesi di frequenza. Ed altre a ciò, dall'abbandono della tecnica mista a favore di un'elaborazione completamente digitale del segnale tramite, ad esempio, la trasformata rapida di Fourier (FFT).

Un'altra alternativa che si sta facendo strada, è quella di adottare dei filtri passa-banda fra loro in parallelo con frequenze centrali contigue che istantaneamente danno Il contenuto spettrale nella banda esaminata.

Attualmente sì cerca di realizzare questi filtri digitalmente con le tecniche FIR (Finite impulse response) e IlR (Infinite ímpulse response).

BIBLIOGRAFIA

- ‘ Hybridization of competitive receivers’

Watkins-Johnson TECH-NOTES Genn/Febbr 1980 - ‘Competitive receiver technologies’

Watkins-Johnson TECH-NOTES Luglio/Agosto 1984 - ‘ A rapid-channel identifier for EW receivers’

Watkins-Johnson TECH-NOTES Sett/Ott 1987 - R.M.Lober ‘ Rapid acquisition spectrum processing’

W-J Technical Symposium 1986

- A.L.Shapiro ‘ Rapid broad-band signal acquisition a new tool’

W-J Technical Symposium 1987

- D.Hawthorne ‘ Calibration techniques enhance ESM system performance’

W-J Technical Symposium 1986 - A.Seward ‘ Introduction to DSP’

Electronics & Wireless World Agosto 1988

- De Gasperis, Di Gregorio, Gilardini, Miccoli, Paletti, Rovetti ‘ Dispositivi ad onde magnetostatiche per il trattamento dei segnali a microonde’

Elettronica e Telecomunicazioni n.5 1984 - E.C.Jordan ‘Reference data for engineers’

Ed.SAM 7^ed. 1 985