Obiettivo del progetto NARMA, inquadrato nell'ambito del PON Ricerca e Competitività cofinanziato dal fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR), è analizzare, dimensionare e realizzare il prototipo di una nuova architettura radar multifunzionale innovativa per applicazioni di sorveglianza, sicurezza e trasporto aeroportuali. Grazie al contributo delle diverse Piccole Medie Imprese coinvolte nel programma, sarà possibile introdurre nuove strategie di dimensionamento e sintesi e processi avanzati di realizzazione che consentiranno di realizzare un radar multifunzionale allo stato dell’arte, da utilizzare per la gestione del traffico e della sorveglianza aeroportuale.
L’architettura di riferimento è costituita da un’antenna a facce fisse, ovvero una architettura in cui l’antenna non ruota come nel caso tradizionale ma è costituita da un numero assegnato di facce fisse tale da consentire una copertura di 360 gradi. Una architettura di questo tipo consente di avere numerosi vantaggi in termini di stabilità della struttura ed elaborazione dei dati, e di introdurre funzionalità aggiuntive rispetto alle architetture rotanti tradizional.
Il vero problema di queste strutture è che, tendenzialmente, il costo ed il peso complessivo risultano, almeno da una prima analisi, molto superiore rispetto a quelle di convenzionali, che assicurano, grazie alla rotazione del sistema radiante, la stessa copertura di 360 gradi. Quindi, nella sostanza, pur riuscendo ad aggiungere un insieme di altre funzioni non previste nelle architetture tradizionali, lo sforzo totale non è giustificato dati i costi in gioco.
Al fine di risolvere il problema, obiettivo del progetto è studiare architetture innovative (diverse per dimensione, numero e posizione degli elementi radianti, numero e posizione dei controlli attivi) in grado di garantire le specifiche necessarie (assegnate tipicamente in termini di guadagno massimo, livello dei lobi laterali, portata, numero di fasci radiati e così via) riducendo al minimo i costi ed il peso complessivi della struttura.
Per raggiungere le specifiche assegnate, verranno analizzate due tipi di architetture in cui nella prima si svilupperanno e realizzeranno moduli a “bassa potenza” Transmit/Receive [che diremo T/R(1) nel seguito] particolarmente efficienti ed a basso costo, realizzati in silicio germanio (SiGe). In tale soluzione sarà necessario, al fine di garantire le specifiche richieste, assegnare a ciascuno elemento radiante un singolo modulo T/R viste le ridotte potenze di quest’ultimi. Questo implicherà una disposizione regolare standard (grigliato triangolare o rettangolare) degli elementi dell’antenna.
Nella seconda architettura invece, verrà analizzata una soluzione meno comune in cui gli elementi radianti non sono tutti collegati ad un unico modulo T/R [che diremo T/R(2) nel seguito] ma sono opportunamente suddivisi in un certo numero di sub-array. La forma ed il numero di tali sub-array verrà opportunamente ottimizzato ai fini preposti. Questo tipo di soluzione porta anche inevitabilmente a studiare ed a realizzare nuovi moduli T/R ad “alta potenza” in tecnologia GaN (Arsenurio di Gallio) grazie alla quale sarà possibile aumentare il livello di potenza necessario per raggruppare in un sub-array un determinato numero di elementi radianti. Il controllo d’ampiezza sarà inserito a livello di sub-array mentre quello di fase, realizzato opportunamente in modo da minimizzare le perdite di potenza, sarò inserito elemento per elemento, il che rappresenta un ulteriore termine di novità.
Dal punto di vista tecnologico, ulteriore contributo del progetto è quello di utilizzare tecnologie fotoniche sia per l’interfaccia analogica/digitale che per il ricevitore. Visto l’enorme quantità di dati che dovrà essere elaborata, data la multifunzionalità del radar che si intende realizzare, sarà necessario utilizzare canali di comunicazione a larga banda. L’utilizzo della fibra ottica, oltre a rispettare questa specifica, presenta ulteriori vantaggi come ad esempio l’immunità da disturbi elettromagnetici, basse perdite e basso cross-talk.