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Si informano gli studenti interessati della possibilità di un tirocinio aziendale presso SpaceTechnology. Il tirocinio può essere fatto SOLO attraverso Jobsoul.

 

TITOLO TESI

Progettazione algoritmica e di un generatore di bersagli radar real time.


ABSTRACT :
Oggetto della Tesi e’ la progettazione algoritmica in Matlab/Simulink di un generatore di bersagli radar real time.


BACKGROUND :
I sistemi di sorveglianza Radar sono basati sulla trasmissione e ricezione di segnali impulsati ad elevate frequenze e con duty cycle di potenza molto piccoli oppure ad onda continua (FMCW).


Tipicamente nel consolidamento pluridecennale di un prodotto Radar, all’ interno di una ditta specializzata in questo tipo di prodotti, quando e’ presente una unità HW con interfaccie operative nel loop di test, si ricorre ad una verifica su campo del funzionamento e delle performance del sensore radar con bersagli fissi e mobili in opportuni poligoni di prova.


Sistemi di verifica economici e primitivi da banco, basati su linee di ritardo variabile del segnale RF, sono anche stati utilizzati in passato e sono tuttora utilizzati per effettuare test di validazione funzionale di massima a loop chiuso con la sezione RF e senza l’ antenna.


Questo approccio viene seguito sia in fase di prototipizzazione di nuove varianti di prodotti esistenti, che per sviluppi completamente nuovi.
L’evoluzione delle tecniche di processing digitale, e la possibilita’ di reperire sul mercato Software Defined Radio (SDR) di prestazioni elevate in termini di rate di conversione ADC, DAC e capacita’ di processing digitale real time su dispositivi FPGA molto densi di moduli (maggiori di 10Mgates), consente oggi di modellare in real time ed a costi ed ingombri contenuti, canali propagativi molto piu’ complessi del canale di propagazione radar e con bande analogiche e di processing digitale fino a 200MHz.
Partendo da un generatore di canale Satellitare real time gia’ esistente, l’ obiettivo di questa Tesi sarà la messa a punto del modello algoritmico equivalente di un generatore di bersagli e scenari Radar da implementarsi in real time su una piattoforma Software Defined Radio gia’ esistente.
In particolare il modello gia’ esistente di canale propagativo real time processa un canale Satellitare MEO (Medium Earth Orbit) completamente trasparente ai segnali modulati. Il generatore di canale Satellitare esistente oltre all’ engine di processing digitale ha interfacce RF di ingresso e di uscita selezionabili nelle bande X, S C ed L.
Il Front End RF del Generatore di canale down-converte (in ingresso) e up-converte (in uscita) a IF 140MHz.
L’ ingresso IF e’ processato in maniera completamente digitale blind (ovvero senza Demodulare e Rimodulare i segnali che transitano all’ interno del canale) implementando un profilo di ritardo e di Doppler dinamico arbitrariamente complesso e pilotato attraverso un Software di controllo (anch’esso in real time) in accordo alla configurazione di scenario operativo, selezionata da un Utente.

Essendo il controllo del ritardo e della rotazione Doppler implementato con tecniche interpolative digitali, si raggiungono accuracy elevate in range. Un valore RMS misurato di circa 30 ps per cio’ che riguarda il ritardo di inviluppo (circa 9 mm) e 500uHz per cio’ che riguarda la rotazione Doppler della carrier (entrambe le risoluzioni gia’ testate in HW real time) è stato ottenuto e misurato nel prodotto già esistente.


DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA’ DA SVOLGERSI DURANTE LA TESI
Partendo da questo modello base gia’ implementato sia in Matlab/Simulink (che in HW digitale tramite codifica VHDL), in particolare il lavoro di questa Tesi, consisterà nel riadattamento in ambiente Matlab/Simulink degli algoritmi di controllo del ritardo della rotazione Doppler e della attenuazione gia’ sviluppati, dalla Societa’ presso cui si svolgera’ il lavoro di Tesi.
Ciò al fine di renderli compatibili, al di la del semplice ritardo, Doppler e rumore Termico già presenti, con le perturbazioni subite nel round trip del segnale radar in presenza di uno o piu’ bersagli.
Per cui verranno inoltre aggiunte la modellazione del Clutter, e della Radar Cross section di una possibile classe di bersagli e di scenari operativi.
Il Phase Noise essendo presente un Front End di up e down conversion RF e’ gia imposto dall’ HW e potrebbe essere modellato algoritmicamente in modo digitale solo per interfacce ad IF attraverso una approssimazione step-wise e multi-rate della maschera di Phase Noise, basata su Filtri IIR cascadati.
L’obiettivo ultimo (al di la del lavoro di questa Tesi) sara’ poi successivamente quello di implementare, partendo dal modello algoritmico (sia in virgola mobile che in virgola fissa) sviluppato durante questo lavoro di Tesi, uno strumento di test HW per una validazione funzionale e di performance esaustiva in real time del sensore Radar a loop chiuso, comprensivo del front end RF (e senza l’ Antenna).


Il lavoro di Tesi di sopra descritto, si svolgerà presso una Società con Sede e Laboratori in Roma, e richiederà un periodo medio di sei mesi considerando un impegno tempo pieno.


Per questo motivo si raccomanda il completamento degli esami del corso di Laurea Magistrale prima di iniziare il lavoro di Tesi.
CONOSCENZE RICHIESTE:
- Una buona conoscenza della Signal Processing dei sistemi Radar
- Una conoscenza anche basilare del tool Matlab/Simulink
STATUS DEL CANDIDATO:
- Il candidato deve avere completato tutti gli esami per il corso di laurea Magistrale.
- Il candidato deve avere un ottimo record universitario per poter completare il lavoro di Tesi nei tempi indicati.