Il progetto «RadCom» – Collaborazione tra tecnica dei sensori e comunicazione
Agli inizi di novembre 2023, armasuisse Scienza e tecnologia (S+T), in collaborazione con l’azienda PrecisionWave AG, ha condotto uno studio di fattibilità per verificare la combinazione delle funzionalità di comunicazione e radar nello stesso dispositivo e con le stesse emissioni. Con questo studio è stata dimostrata la sostanziale fattibilità e, al contempo, con la prova sul campo, sono stati testati anche i limiti prestazionali teorici.
Sarah Trösch, settore specialistico Innovazione e processi e Roland Oechslin, settore specialistico Tecnica dei sensori, settore di competenza Scienza e tecnologia
L’obiettivo del progetto «RadCom» (acronimo di Radar e Comunicazione) è quello di riunire le funzionalità radar e di comunicazione. Questo approccio è interessante alla luce del fatto che va diminuendo sempre più il numero di frequenze libere e vanno diffondendosi sempre più le applicazioni wireless. In questo modo, inoltre, si potrebbe utilizzare un singolo dispositivo con una sola antenna per molteplici funzioni, rendendone ad esempio più facile anche l’integrazione su un veicolo.
Nel 2021, armasuisse S+T ha dato vita a un progetto di ricerca, abbreviato «RadCom», incentrato su radar e comunicazione. In collaborazione con l’istituto Fraunhofer FHR sono stati realizzati diversi studi sulla compatibilità di radar e comunicazione in un unico dispositivo nonché sulle rispettive possibilità e limitazioni. Ora, attraverso uno studio di fattibilità, si intende procedere alla verifica delle conoscenze teoriche sul campo. La domanda di partenza di questo studio è come si possono ottenere le funzionalità radar e di comunicazione nello stesso dispositivo e con le stesse emissioni. Poiché, però, i requisiti relativi a queste due funzionalità sono diversi e, talvolta, addirittura opposti, occorre scendere a compromessi in termini di hardware di trasmissione e ricezione e di forma d’onda.
Gli obiettivi e i requisiti dello studio di fattibilità
In origine, l’azienda PrecisionWave AG aveva sviluppato la rete di radar «miniCODIR» per il progetto di ricerca «Radar cognitivo». La rete si compone di quattro nodi trasmittenti e riceventi. Questi sistemi radar sono stati appositamente progettati in modo da poter essere adattati via software alle diverse applicazioni. Per lo studio di fattibilità «RadCom», due nodi «miniCODIR» sono stati configurati come coppia ricevente/trasmittente. Il nodo trasmittente illumina un bersaglio da monitorare e analizza il segnale riflesso dal bersaglio, denominato funzionalità radar monostatico. Il nodo ricevente analizza sia il segnale inviato direttamente dal trasmettitore, ossia la funzionalità di comunicazione, sia il segnale riflesso sul bersaglio, denominato funzionalità radar bistatico. Lo scopo dell’esperimento era quello di scoprire quali forme d’onda di trasmissione, vale a dire quali emissioni, siano adatte al funzionamento simultaneo di radar e comunicazione. I parametri tipici, come la probabilità di intercettazione e la precisione della posizione per il radar, o la frequenza di errori di trasmissione durante la comunicazione, consentono di effettuare anche un’analisi quantitativa.
Il problema nella scelta della forma d’onda è che, da un lato, una forma d’onda radio idonea non è in grado di trasmettere molti dati a livello di comunicazione. Dall’altro lato, una forma d’onda ideale per la comunicazione, ad esempio con un telefono cellulare nel senso di trasmissione dei dati, non è ottimale per il funzionamento del radar. Pertanto, a questo punto è necessario capire quale sia la soluzione ottimale, in questo caso l’equilibrio in base al campo d’applicazione.
La configurazione di prova di «RadCom»
Durante lo studio di fattibilità, i nodi trasmittente e ricevente sono stati posizionati sfalsandoli di circa 100 metri. Entrambi i nodi erano collegati a una centralina di comando nella quale venivano salvati anche i dati di misurazione registrati. Entrambi i nodi erano anche orientati verso l’area della prova, monitorata dalla funzionalità radar. Tramite un bersaglio di prova, in questo caso un ciclista, è stato possibile verificare la funzionalità radar.
Per riuscire a confrontare forme d’onda diverse tra loro, lo stesso esperimento (un giro di prova corrisponde a un giro in bicicletta) è stato effettuato con cinque forme d’onda diverse e rispettivamente da tre a quattro potenze di trasmissione differenti. Questo ha permesso di determinare quantitativamente le posizioni dei limiti prestazionali della comunicazione e del radar.
E adesso? – Le prospettive
In questa prova aperta sono state testate diverse tipologie di forma d’onda e sono stati raccolti i dati pertinenti. In una fase successiva si procederà all’analisi dettagliata dei dati. A seconda del risultato, si deciderà come procedere con il progetto «RadCom», vale a dire su quale campo d’applicazione ci si concentrerà maggiormente in futuro. «RadCom», ad esempio, potrebbe risultare utile nel settore militare, perché consentirebbe di sfruttare meglio lo spazio ristretto disponibile sulle piattaforme, riducendo contemporaneamente le emissioni e la necessità di manutenzione.
Programma di ricerca 1 - Ricognizione e sorveglianza (admin.ch)