ABSTRACT
I sistemi radar passivi sfruttano trasmettitori non cooperanti, detti illuminatori d’opportunità, per individuare obiettivi nell’area di interesse. Alcuni dei principali potenziali vantaggi ottenibili rispetto ai sistemi radar tradizionali sono l’utilizzo di architetture a costo ridotto, il basso consumo energetico e la robustezza al jamming. Negli ultimi anni, il segnale relativo alle trasmissioni radio FM ha dimostrato di essere efficacemente utilizzabile come segnale di riferimento nei sistemi PCL (Passive Coherent Location), anche se in questo caso larghezze di banda abbastanza limitate forniscono risoluzioni spaziali scarse; tuttavia, forme d’onda digitali come quelle relative alle trasmissioni DVB-T (TV digitale terrestre) e alle comunicazioni cellulari UMTS, offrono larghezze di banda relativamente ampie e quindi permettono di ottenere una migliore risoluzione spaziale. In questo lavoro di tesi verranno inizialmente ripercorsi i concetti legati all’impiego della tecnologia Universal Software Radio Peripheral (USRP2), in genere utilizzata per l’implementazione di sistemi di telecomunicazioni, per la realizzazione di dimostratori radar passivi. Nell’ambito di questo lavoro di tesi, sono state configurate 4 schede USRP2 di proprietà dell’Istituto per le Telecomunicazioni e l’Elettronica “Giancarlo Vallauri” di Livorno (CSSN - ITE), in collaborazione con il CNIT (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni) – RaSS (Radar and Surveillance System) di Pisa. Per la configurazione è stato utilizzato un host PC Intel Core Duo, equipaggiato del sistema operativo Linux e dotato di due schede di rete Gigabit Ethernet. È stato sperimentato il funzionamento del sistema AIS (Automatic Identification System) in possesso del CSSN-ITE, un sistema di tracciamento a corto raggio utilizzato a bordo e a terra per l’identificazione e la localizzazione di navi nelle vicinanze, principalmente impiegato per evitare collisioni, per il controllo del traffico e come supporto alla navigazione. L’obiettivo principale di questa tesi è la stima delle prestazioni di un sistema PCL di tipo Software-Defined basato sull’uso del segnale DVB-T. In particolare lo studio si è principalmente focalizzato sulla stima della probabilità di rivelazione e della portata radar. È stato stilato un piano di prova, dove è illustrata la procedura di esecuzione da seguire step-by-step per la misura di portata con bersaglio cooperante. I risultati ottenuti hanno dimostrato l’efficacia della metodologia di stima delle prestazioni, in particolare è stato possibile misurare una portata di 12 miglia nautiche con una probabilità di rivelazione dell’87% (con un tempo di integrazione pari a 250 ms) per bersagli navali di grossa dimensione (Traghetto Aethalia, 91 metri di lunghezza e 16 metri di larghezza, bersaglio non cooperante) con RCS stimata di circa 6600 . Per bersagli più piccoli (Nave Astice, 33 metri di lunghezza e circa 7 metri di larghezza, bersaglio cooperante), con RCS stimata di circa 300 , la portata è
stata valutata avendo fissato la probabilità di rivelazione all’80% ed elaborando i dati con differenti tempi di integrazione ( ), ottenendo una portata superiore a 6.5 miglia nautiche con , di 6 miglia nautiche con , di 4.7 miglia nautiche con e infine una portata di 3.3 miglia nautiche con . È stata stimata l’accuratezza in distanza del sistema in esame confrontando le distanze ottenute dalle mappe range-Doppler del PCL in oggetto con le distanze misurate tramite le coordinate dei GPS, uno installato a bordo nave e l’altro presso il ricevitore; i valori di accuratezza ottenuti variano dai 9 agli 87 metri. Un’analisi dei costi della campagna di misure effettuate ai fini della valutazione delle prestazioni del sistema radar sotto esame ha portato ad una cifra di 6.142,26 euro, comprendenti di spese del personale e dei mezzi utilizzati.
All’interno di questa tesi sono state stilate 7 ulteriori schede di prova finalizzate alla caratterizzazione di un radar passivo, dove per ogni singola prova è stata fatta un’analisi dei costi.
