La precisione delle microonde anche sul campo

STRUMENTAZIONE –

Misurare con precisione e diventare uno strumento di lavoro indispensabile sul campo sono le caratteristiche chiave che contraddistinguono l’analizzatore palmare FieldFox di Agilent.

A molti tecnici la frase “misura precisa a microonde” evoca ambienti di lavoro tranquilli e riparati. Ma oggigiorno esistono sempre più tecnici ed ingegneri che necessitano di eseguire misure a microonde accurate nelle condizioni più estreme: in stazioni radio base durante una tormenta di neve, ad esempio, o ancora a bordo di una nave quando il mare è in tempesta, in una stazione satellitare mobile mentre è in corso una tempesta di sabbia o in qualunque altro luogo. In tali situazioni, soltanto la miglior attrezzatura (resistente, affidabile e versatile) entra a far parte del “kit da campo”. Diventare una parte essenziale di questo kit ed eseguire misure precise costituiscono le linee guida degli analizzatori palmari FieldFox di Agilent.

Una speciale famiglia di analizzatori
L’interno ed esterno degli analizzatori palmari FieldFox è stato progettato tenendo ben presente la funzionalità delle applicazioni così come le esigenze degli utenti. Grazie ai suoi 3 kg (6,6 lb) di peso, un analizzatore di spettro FieldFox può essere configurato come tester per cavi e antenne, analizzatore di spettro e analizzatore vettoriale di reti. Inoltre, è in grado di espletare le funzioni di misuratore di potenza, voltmetro vettoriale, sorgente di segnali indipendente, alimentatore DC variabile, frequenzimetro, analizzatore di interferenze e ricevitore Gps integrato. La serie FieldFox è composta di sedici modelli, che coprono una gamma di frequenze fino a 4 o 6,5 GHz per i modelli RF e fino a 9, 14, 18 o 26,5 GHz per i modelli a microonde. Questa straordinaria versatilità permette di eliminare tutta una serie di dispositivi altrimenti necessari. In più, FieldFox permette all’utente di definire una configurazione iniziale di riferimento e successivamente modificarla con funzionalità aggiuntive a seconda delle necessità e del budget a disposizione. Dal momento che tali funzionalità sono già incluse nello strumento, la versione dello strumenti in modalità tester per cavi ed antenne può venire integrata aggiungendo altre altre funzioni: analisi di spettro, della rete, e così via.

Progettare un analizzatore ex novo
Una cosa è assemblare un analizzatore con funzionalità multiple, un’altra è realizzare uno strumento palmare progettato per gestire il flusso quotidiano di lavoro di tecnici ed ingegneri sul campo. Ed è altra cosa ancora essere capaci di fornire misure palmari a microonde coerenti con quelle effettuate utilizzando un analizzatore da banco.
Invece di riproporre uno strumento da banco già esistente, la progettazione elettronica ed industriale di FieldFox è partita da zero. Per sviluppare un analizzatore adatto occorreva uscire dal laboratorio di progettazione e seguire le attività di tecnici ed ingegneri direttamente sul campo. I membri del team che si occupava dello sviluppo di FieldBox, pertanto, li seguivano nelle loro attività quotidiane, dalla normale amministrazione fino alla risoluzione dei problemi, osservando, facendo loro domande e ascoltandoli.

Design industriale a prova di vita da campo
Il gruppo di lavoro si è così trovato a visitare tutta una serie di siti furgoni, pickup e camioncini. Nella maggior parte delle occasioni gli strumenti più importanti viaggiavano nell’abitacolo insieme con le squadre, mentre il resto della strumentazione veniva letteralmente ammassato nel bagagliaio o sul cassone del pickup. In tutti i casi, le persone, i veicoli e la strumentazione dovevano essere equipaggiati per affrontare tutta una serie di condizioni, su strada o sotto terra, di giorno e di notte, sotto la pioggia o in pieno sole cocente. In FieldFox, tutte queste esperienze si sono tradotte in caratteristiche che lo rendono adatto per le condizioni più estreme. Per assicurare la resistenza in ambienti gravosi, l’involucro a tenuta stagna è conforme alle norme Mil-Prf-28800F per la classe 2. Questa specifica copre i requisiti generali delle apparecchiature per collaudi utilizzate nelle operazioni di collaudo e taratura della strumentazione elettrica ed elettronica. La strumentazione di classe 2 è in grado di funzionare in contesti operativi accidentati che includono condizioni climatiche non protette e non controllate. In linea con queste specifiche, FieldFox presenta telaio, tastierino e alloggiamento resistenti all’acqua, ed in grado di sopportare ambienti umidi e salmastri e di funzionare a temperature che vanno da -10°C a +55°C. Degli sportelli con guarnizioni protettive preservano le interfacce dell’apparecchio dall’umidità, e il design anti-polvere (senza ventole né fori di aerazione) aiuta a incrementare l’affidabilità dello strumento. L’involucro è anche in grado di sopportare urti e vibrazioni. Infine, un apposito scomparto per i connettori protegge i connettori RF da cadute accidentali e da impatti esterni.
 
Definizione di un’ergonomia adeguata al campo
Le osservazioni di prima mano hanno consentito ai progettisti di farsi un’idea molto netta e precisa delle necessità che hanno poi portato a compiere delle scelte pratiche e significative sul piano dell’ergonomia. Per esempio, l‘impugnatura antiscivolo in gomma dell’involucro non solo si adatta perfettamente alla mano dell’utilizzatore, ma previene anche il rischio che l’analizzatore possa scivolare dal cofano del veicolo. I tasti del pannello anteriore sono abbastanza grandi per consentire il loro utilizzo anche quando si indossano dei guanti. L’orientamento verticale e la larghezza di 188 mm rendono il FieldFox facile da impugnare. Osservando il tastierino dal design smart, si nota come diventa facile per l’utente utilizzare l’apparecchiatura con i pollici. Non solo: il peso di appena 3 kg rende FieldFox facile da trasportare più di altri analizzatori equivalenti. Dal momento che FieldFox può essere usato di giorno così come di note, in interno o all’esterno, il suo display è antiriflesso e luminoso, e sono disponibili cinque modalità di visualizzazione che ottimizzano la visibilità in una vasta serie di condizioni di luce. Anche i tasti sono retroilluminati per facilitare l’operatività al buio.

Riduzione del consumo energetico
La progettazione della parte elettronica di FieldFox rappresenta l’appendice naturale dell’eredità tecnologica di Agilent. FieldFox sfrutta l’esperienza maturata nei numerosi progetti sviluppati da Agilent per offrire prestazioni di qualità superiore attraverso le tecnologie smart power. Per realizzare FieldFox, i migliori esperti di misura di Agilent hanno migliorato le tecnologie esistenti sposandole ad un basso consumo energetico. Il risultato è che FieldFox consuma meno di 15 W e dura fino a 3,5 ore con una singola ricarica; e consumando appena 15 W di potenza l’involucro può essere completamente ermetico.

L’eredità degli strumenti da banco
Un analizzatore FieldFox mantiene le stesse caratteristiche che contraddistinguono gli analizzatori da banco di Agilent, che ad oggi rappresentano il top di gamma nel campo della strumentazione a microonde. Fornendo livelli di precisione non disponibili in altre apparecchiature palmari, FieldFox assicura l’accuratezza dei risultati.
Nell’analisi delle reti, i circuiti di taratura integrati sfruttano gli estremamente accurati algoritmi sviluppati originariamente per gli analizzatori vettoriali di rete di fascia alte —e ciò consente di eseguire misure precise e ripetibili. L’approccio di Agilent alla taratura è influenzato dagli analizzatori vettoriali di reti da banco. Ponendo l’enfasi sulla portabilità, Agilent ha semplificato l’operazione di taratura aggiungendo standard di taratura integrati, cosicché le misure possano essere condotte sul campo senza la necessità di trasportare accessori supplementari. Con altre apparecchiature, quando vengono aggiunti dispositivi accessori (come ad esempio cavi di accoppiamento) si rende necessaria una nuova taratura utilizzando un kit di taratura esterno. CalReady è un’altra importante caratteristica che consente di risparmiare tempo: basta accendere l’apparecchio ed è già tarato fino all’estremità del cavo, il che significa che è subito pronto per eseguire misure accurate quali S11, S22 e ROS (VSWR). Per migliorare l’analisi di spettro, il gruppo di progettazione FieldFox ha attinto alle metodologie per le misure di potenza utilizzate negli analizzatori di spettro e di segnale Agilent. Ciò permette all’utilizzatore di eseguire con semplicità e in tutta sicurezza misure di potenza immediate e accurate di sistemi di comunicazione canalizzati. Gli analizzatori di spettro a microonde FieldFox permettono di risparmiare tempo migliorando l’accuratezza con InstaAlign, un allineamento dell’ampiezza interna che ha automaticamente luogo al modificarsi delle condizioni ambientali, senza che l’utilizzatore debba intervenire. In questa maniera si arriva ad ottenere un’accuratezza dell’ampiezza di ±0,5 dB all’accensione, senza bisogno di un tempo di attesa. FieldFox è l’unico analizzatore di spettro palmare a 26,5 GHz con un generatore di tracking full-band integrato.

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