Sotto il controllo dell'array di gate programmabile sul campo (FPGA) che offre segnali di controllo della tensione periodica non lineare esterni, i diversi tipi di segnali FMCW possono essere sintetizzati secondo necessità sulla stessa piattaforma STCM. Ottimizzando ulteriormente le distribuzioni di tensione iniziali tra diverse regioni della metasuperficie, le direzioni di propagazione dei fasci FMCW possono essere manipolate liberamente. Credito:Jun Chen Ke et al.
La compressione degli impulsi è una tecnologia importante nei moderni sistemi radar e promuove gli sviluppi delle moderne tecnologie radar verso velocità più elevate e precisione di portata. I segnali a onda continua a modulazione di frequenza (FMCW), con i vantaggi di un'ampia ampiezza di tempo e di un'ampia larghezza di banda, diventano i tipici segnali di compressione degli impulsi.
Tuttavia, i segnali FMCW sono principalmente generati dagli oscillatori controllati in tensione (VCO) o dalle tecnologie di sintesi digitale diretta (DDS), causando un'elevata complessità del sistema e difficoltà di integrazione con i moduli dell'antenna. Pertanto, una delle domande importanti per i ricercatori è come progettare un metodo di generazione del segnale FMCW a basso costo e ad alta efficienza.
In un nuovo articolo pubblicato su Light:Science &Applications , un team di scienziati, guidato dai professori Qiang Cheng e Tie Jun Cui dello State Key Laboratory of Millimeter Waves e Institute of Electromagnetic Space, Southeast University, Cina, e collaboratori hanno sviluppato un quadro teorico e un metodo per generare FMCW e controllare i loro comportamenti di propagazione spaziale simultaneamente tramite un nuovo STCM con fasi periodiche non lineari.
Il team di ricerca ha progettato un STCM di tipo a riflessione con copertura a 360 gradi a fase intera. Quando è stato polarizzato dai segnali di controllo della tensione periodica non lineare, le risposte di fase periodiche non lineari possono essere ottenute e modulate immediatamente sulle onde elettromagnetiche incidenti (EM). In questo modo si possono sintetizzare i segnali FMCW con frequenze istantanee variabili nel tempo.
Le caratteristiche tempo-frequenza dei segnali FMCW basati sull'STCM sono strettamente correlate ai segnali di controllo della tensione periodica non lineare. Programmando i segnali di controllo, è possibile sintetizzare su richiesta diversi tipi di segnali FMCW sullo stesso STCM.
Inoltre, ottimizzando le distribuzioni di tensione iniziali tra diverse regioni della metasuperficie, è possibile introdurre ulteriori gradienti di fase nella metasuperficie e quindi manipolare le direzioni di propagazione dei fasci FMCW. Il metodo riportato getterà le basi per nuove tecnologie di compressione degli impulsi del segnale. Gli scienziati riassumono il principio operativo di questo lavoro:
"Progettiamo un metodo per generare FMCW e controllare i loro comportamenti di propagazione spaziale contemporaneamente per due scopi in uno:(1) sintetizzare i segnali FMCW progettando i segnali di controllo della tensione periodica non lineare richiesti; e (2) manipolare le direzioni di propagazione del FMCW irradia ottimizzando le distribuzioni di tensione iniziali tra le diverse regioni della metasuperficie."
"Rispetto al tradizionale metodo di generazione del segnale FMCW, il metodo proposto non necessita della sintesi di frequenza e dei moduli dell'antenna phased-array, che possono ridurre efficacemente i costi e la complessità", affermano gli scienziati. + Esplora ulteriormente
