EM100

Il ricevitore digitale R&S EM100 ha un eccellente set di funzioni per rendere efficace il monitoraggio radio, il rilevamento di interferenze, la localizzazione di trasmettitori od anche nel funzionamento in applicazioni mobili. Inoltre è estremamente compatto e consuma pochissima energia. L'EM100 si dimostra la soluzione ottimale per sistemi con budget limitati, combina l'efficienza dei costi con le capacità tecniche che assicurano i risultati desiderati. Se abbinato con un software di analisi (come l'applicativo R&S CA100) fornisce agli utenti un completo sistema di ricezione e analisi che copre l'ampia gamma di frequenze da 9 kHz fino a 7,5 GHz. Grazie alle sue minime dimensioni ed al peso ridotto l'EM100 è di fatto ideale per l'installazione e l'uso a bordo di veicoli, aerei e droni senza pilota (UAV). Tra le funzioni principali:

• Scansione panoramica veloce fino a 1,8 GHz/s su tutta la gamma di frequenze, da 9 kHz a 7.5 GHz senza gap.

• Larghezza dello spettro IF di 10 MHz con demodulazione su larghezze di banda da 150 Hz a 500 kHz.

• Rilevamento automatico della direzione di provenienza delle emissioni con algoritmi specifici (da 20 MHz a 6 GHz).

• Visualizzazione dello spettro e dello spettrogramma (waterfall) tramite il software di controllo R&S EM100.

• Sincronizzazione della frequenza e dell'ora del ricevitore utilizzando il modulo GPS interno ESMD-IGT.

• Aggiunta del riferimento temporale (timestamp) ad alta precisione nel flusso dei dati in banda base I/Q da utilizzare nei sistemi TDoA.

• Interfaccia LAN per il controllo remoto dell'apparato ed il trasferimento dei dati.

• Basso consumo energetico per il funzionamento prolungato attingendo ad una fonte di alimentazione autonoma.

• Classificazione ed analisi dei segnali fino ad una larghezza di banda di 500 kHz (modulazione sia analogica che digitale) utilizzando il software R&S CA100.

L'EM100 supporta la funzionalità direction-finder (DF) se viene installato il kit di upgrade EM100-DF. Utilizzando il metodo DF tramite interferometro a correlazione mono-canale brevettato da Rohde & Schwarz, per frequenze sopra i 173 MHz, si ottiene una elevata accuratezza nella misura della direzione d'arrivo dei segnali ed una immunità alle riflessioni paragonabile a quella dei direction-finders con due o più percorsi di ricezione. Nella gamma di frequenza inferiore a 173 MHz viene utilizzato invece il metodo di rilevamento della direzione "Watson-Watt". Questo metodo offre un'elevata precisione anche per piccole antenne DF. In combinazione con il kit di upgrade l'R&S EM100 diventa una soluzione accurata ed economica.

Il ricevitore se combinato con le antenne DF compatte R&S ADD107 ed ADD207 fornisce agli utenti un'ampia gamma operativa in grado di misurare la direzione di origine delle emissioni tra 20 MHz e 6 GHz. Entrambe le antenne compatte ADD107 / ADD207 sono dotate di un sistema GPS integrato e di una bussola elettronica che può essere utilizzata per visualizzare i risultati DF su una mappa. Se utilizzata con l'adattatore per veicoli R&S ADD17XZ3 con supporto magnetico oppure il treppiede di sostegno R&S ADD17XZ6 la soluzione descritta consente un set-up rapido e semplice nell'impiego DF in ambito mobile.

Configurazione circuitale: Partendo dal connettore d'antenna l'intervallo utile del segnale viene limitato in frequenza a 8 GHz per via hardware ed a 7,5 GHz per via software. L'elaborazione del segnale avviene in tre percorsi distinti a seconda delle gamme di frequenza. I segnali da 9 kHz a 30 MHz vengono instradati tramite un preamplificatore direttamente al convertitore A/D. I segnali da 20 MHz a 3.5 GHz vengono invece instradati alla sezione IF tramite la preselezione ed uno stadio preamplificatore, oppure tramite un attenuatore in caso l'intensità del segnale lo richieda. Sia la preselezione che l'attenuatore proteggono efficacemente la sezione IF dal sovraccarico. Ciò risulta particolarmente importante in questo segmento di frequenze in cui vi è la presenta di un elevato numero di emissioni, la potenza relativa potrebbe dunque sommarsi con esiti negativi per la dinamica del sistema. I segnali da 3.5 GHz a 8 GHz vengono infine instradati alla sezione IF tramite un preamplificatore UHF dedicato.

La sezione IF a tre stadi (riquadro blu a destra nella figura) elabora i segnali da 20 MHz a 8 GHz per il seguente convertitore A/D. Per fornire prestazioni ottimali a livello strumentale solo i segnali fino a 7.5 GHz vengono elaborati nelle fasi successive. L'IF non processata a 21.4 MHz può anche essere prelevata prima del convertitore A/D tramite un connettore BNC per ulteriori analisi tramite apparati esterni.

EM100 Rohde & Schwarz, schema a blocchi del frontend

Elaborazione digitale: Dopo la conversione A/D il percorso del segnale viene suddiviso. Nel primo percorso lo spettro IF viene processato utilizzando un digital-downconverter (DDC), un filtro passa banda digitale ed il blocco di analisi FFT. La larghezza di banda del filtro passa-banda può essere selezionata tra 1 kHz e 10 MHz in questo stadio. Prima che lo spettro IF venga reso disponibile tramite l'interfaccia LAN i dati vengono post-elaborati utilizzando la funzione media, min-hold o max-hold come da preferenza dell'utente. Nel secondo percorso, che comprende un DDC ed un filtro passa-banda, il segnale viene elaborato per la misura di intensità e per la seguente fase di demodulazione. Per dare modo di fruire dei segnali sintonizzati con il migliore rapporto segnale/rumore il ricevitore realizza filtri IF con larghezze di banda da 150 Hz a 500 kHz.

Prima della misurazione del livello il valore assoluto dell'emissione viene determinato e ponderato utilizzando la funzione media, max / picco / RMS od a campione. La misura viene quindi resa accessibile tramite l'interfaccia LAN. Per demodulare i segnali analogici i relativi dati in formato complesso passano attraverso il filtro in banda base e quindi subiscono il controllo automatico del guadagno (AGC) oppure un controllo manuale del guadagno (MGC) per essere infine rilevati da funzioni AM, FM, USB, LSB, ISB. Dopo lo stadio AGC/MGC i dati complessi (I/Q) in formato numerico sono poi utilizzabili per ulteriori elaborazioni.

I valori di selettività sono disponibili in 15 impostazioni da un minimo di 150Hz ad un massimo di 500kHz. Il range della scelta è legato al modo attivo come da tabella seguente: