Ingegneria delle Comunicazioni

FABIOLA COLONE
FABIOLA COLONE

Sono introdotte le moderne tecniche di elaborazione adattive e non adattive che consentono il controllo di fasci multipli e della loro forma per la stima della direzione di arrivo, il tracciamento, la cancellazione di interferenti e la elaborazione tridimensionale. Al termine del modulo lo studente ha acquisito la capacità di progettare un sistema radar a fasci multipli, dimensionandone i parametri fondamentali. Inoltre conosce le principali tecniche per la elaborazione adattiva di dati radar multi-canale ed è in grado di valutarne le prestazioni sia per via teorica che mediante simulazioni.
SPECIFICI
• Conoscenza e capacità di comprensione: dimostrare conoscenze e capacità di comprensione in merito a sistemi radar avanzati che sfruttano la disponibilità di fasci di antenna multipli con metodologie e soluzioni tecnologiche allo stato dell’arte o innovativi rispetto allo stato dell’arte.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione: saper applicare le metodologie e le tecniche radar multifascio per risolvere problemi di dimensionamento dei corrispondenti sistemi e/o di elaborazione dei segnali ricevuti.
• Autonomia di giudizio: saper formulare giudizi critici in merito a soluzioni tecnologiche e progettuali alternative e, conseguentemente, acquisire gli strumenti per operare scelte ponderate.
• Abilità comunicative: saper illustrare in modo critico le conoscenze acquisite e i risultati conseguiti descrivendo le procedure adottate a interlocutori specialisti del settore, avvalendosi di un linguaggio tecnico e di un registro adeguati.
• Capacità di apprendimento: saper studiare in modo autonomo acquisendo la capacità di rilevare errori e, conseguentemente, di identificare gli approcci correttivi più appropriati in una procedura iterativa auto-gestita.

Al termine del modulo lo studente ha acquisito la capacità di progettare un sistema radar a fasci multipli, dimensionandone i parametri fondamentali. Inoltre conosce le principali tecniche per la elaborazione adattiva di dati radar multi-canale ed è in grado di valutarne le prestazioni sia per via teorica che mediante simulazioni.

Conoscenze di base su tecniche radio e radar, sistemi radar, teoria dei segnali e teoria della decisione statistica.
Non sono previste propedeuticità con altri corsi.

I radar multifunzionali ed i sistemi di ricerca e tracciamento multifascio.
Introduzione al corso (3 ore)
Antenne a phased array (12 ore):
- principio della formazione e del puntamento elettronico del fascio
- applicazione al caso di array 1D e 2D
- controllo del pattern mediante reti di pesatura
Soluzioni tecnologiche per array di antenne con puntamento elettronico (10 ore):
- tecniche di formazione dei fasci analogiche e digitali
- problematiche tecnologiche
- sistemi a banda larga
- strategie di dimensionamento
Radar 3D multifascio (10 ore):
- la misura di quota
- sistemi multifascio per la misura di quota
- schema integrato monopulse multifascio
Tracciamento di bersagli in sistemi radar multifascio (10):
- sistemi track-while-scan
- schema di massima di un tracciatore
- modelli di moto e modello delle misure
- filtro di Kalman
Side-Lobe Blanker (SLB) e Side-Lobe Canceller (SLC) (5 ore):
- effetto di disturbatori impulsati sulle prestazioni radar
- tecniche SLB
- i disturbatori ad elevato duty-cycle
- tecniche SLC
Array di antenne adattivi (10 ore):
- cancellazione adattiva di interferenti
- monopulse in presenza di disturbatori
- stima angolare con array di antenne
- tecniche di elaborazione adattive spazio-tempo (STAP)
I sistemi radar multifunzionali e multi-fascio per applicazioni terrestri, navali, aeronautiche e spaziali. Valutazione delle prestazioni per sistemi radar a phased array ed operanti con array di antenne adattivi.

Lucidi del corso disponibili sulla pagina web del docente:
https://fabiolacolone.site.uniroma1.it/rmm

• A. Farina, “Antenna-Based Signal Processing techniques for Radar Systems”, Artech House, 1992.
• Sabatini, Tarantino, “Multifunction Array Radar: System Design and Analysis”, Artech House, 1994.
• M. I. Skolnik, “Radar Handbook”, McGraw-Hill, selezione di capitoli:
- Cap. 7 “Phased Array Radar Antennas” (Cheston-Frank);
- Cap. 8 “Automatic Detection, Tracking, and Sensor Integration” (Trunk);
- Cap. 9 “Electronic Counter Countermeasures” (Farina);
- Cap. 20 “Height Finding and 3D Radar” (Murrow)

L'organizzazione delle attività didattiche include lezioni frontali, esercitazioni e seminari.
Le esercitazioni includono l'implementazione al calcolatore di tecniche di elaborazione e/o strategie di dimensionamento di sistemi radar multifascio e alla relativa analisi prestazionale simulata.

La frequenza è facoltativa.

La prova finale prevede una attività progettuale da svolgersi a casa (homework) che viene valutata nell'ambito di una prova orale durante la quale lo studente illustra i risultati raggiunti.
In particolare la prova comprende esercizi di dimensionamento e valutazione di prestazioni attese per un sistema radar mutifascio. Le analisi teoriche sono affiancate e supportate da prove di simulazione avvalendosi dello strumento di programmazione MatLab.

Esempi di testi di Homeworks sono disponibili ai seguenti link:
https://drive.google.com/file/d/1kOtYEQSL-GOU8u_Zvf_JFFJV8R7Shpxv/view?usp=drive_link
https://drive.google.com/file/d/1kOtYEQSL-GOU8u_Zvf_JFFJV8R7Shpxv/view?usp=drive_link