RADAR SYSTEMS I

Obiettivi formativi

GENERALI Sono introdotti i principi funzionamento di un sistema radar per la rivelazione e la stima di distanza, angolo, frequenza Doppler ed ampiezza e per la classificazione. Si approfondiscono le caratteristiche ed i requisiti dell’apparato di rice-trasmissione e quelle della catena di elaborazione dei segnali radar utilizzati, con le relative prestazioni. Si valutano la relazione fra sistemi radar, forme d’onda utilizzate, tecniche di elaborazione dei segnali, ambiente operativo e prestazioni ottenibili, mirando al dimensionamento preliminare del sistema e delle sue tecniche di elaborazione utilizzate ed identificando le linee guida per la relativa progettazione. Si studiano in particolare le tecniche di compressione di impulsi modulati di fase, integrazione di impulsi, mantenimento del tasso di falso allarme costante e cancellazione del clutter. Sono introdotti: (i) i sistemi radar di ricerca, tracciamento e navigazione, con riferimento al controllo del traffico aereo pilotato e non pilotato, navale e stradale, (ii) i sensori radar di prossimità per l’analisi di presenza, occupazione, movimento, comportamento per la sorveglianza locale in ambienti aperti e chiusi e (iii) i sistemi radar di immagine e di indagine della superficie per il monitoraggio ambientale da piattaforme di superficie, aeree e satellitari. Si impostano i relativi problemi di dimensionamento di massima. SPECIFICI • Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve dimostrare di avere conoscenze e capacità di comprensione nell’ambito dei sistemi radar e delle tecniche di elaborazione dei segnali da essi utilizzate. Inoltre, deve comprendere come i principi base e le tecniche di elaborazione siano impiegate nei diversi sistemi radar nei relativi contesti di riferimento. • Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve saper applicare i principi di funzionamento e le tecniche di elaborazione radar in modo competente e critico. Possedere competenze adeguate sia per ideare e sostenere argomentazioni, sia per risolvere nuovi problemi di rivelazione e di stima di posizione. Deve saper collocare i sistemi radar in modo opportuno all’interno di sistemi più ampi di sorveglianza, navigazione, monitoraggio o osservazione della Terra. • Autonomia di giudizio: lo studente deve integrare le conoscenze e gestire la complessità dei sistemi di sorveglianza, navigazione, monitoraggio o osservazione della Terra; saper affrontare dimensionamenti anche in presenza di informazioni limitate o incomplete; riflettere sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione delle tecnologie di sorveglianza, navigazione, monitoraggio o osservazione della Terra. • Abilità comunicative: lo studente deve saper descrivere le soluzioni adottate nell’affrontare il dimensionamento di un sistema radar in modo che soddisfi i requisiti di progetto. • Capacità di apprendimento: lo studente deve dimostrare la capacità di affrontare il dimensionamento dei sistemi in modo autonomo.

Canale 1
PIERFRANCESCO LOMBARDO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Il principio di funzionamento e le tipologie di sistemi radar, radar mono e multistatici, radar in onda continua ed impulsati (7 ore). Rivelazione su singolo impulso e sue prestazioni. Modelli di fluttuazione del bersaglio, prestazioni per bersagli fluttuanti. Equazione radar ed approcci al dimensionamento (8 ore). Rivelazione e misura di tempo di arrivo e velocità usando un ricevitore radar/radio, risoluzione in distanza e compressione di impulso. Forme d'onda radar (Chirp, Baker, codici polifase) e pesature per il controllo dei lobi. I sistemi radar di ricerca e di navigazione, radar CW ed FMCW, radar automotive (10 ore). Esercitazione su compressione di forme d'onda (3 ore). Ambiguità in tempo ed in frequenza Doppler, risoluzione in frequenza Doppler. Funzione di ambiguità e sue proprietà (6 ore). Principi e prestazioni della stima angolare: scansione e monopulse. (2 ore). Integrazione coerente di impulsi e risoluzione in frequenza Doppler. Banco di filtri Doppler e suo progetto (6 ore) Echi di clutter, livelli e statistiche e tecniche CFAR in clutter Gaussiano con esercizio (6 ore). Cancellatori convenzionali di clutter, banco MTD per rivelazione e stima (4 ore). Radar avionici (2 ore) Il principio del radar ad apertura sintetica (SAR) e cenni sui radar di immagine (6 ore).
Prerequisiti
Non sono previste propedeuticità di altri insegnamenti. Prerequisiti per questo insegnamento sono le conoscenze di base di Teoria dei Segnali ed Elettromagnetismo.
Testi di riferimento
• Principles of Modern Radar, Volume 1: Basic principles, Edited by Mark A. Richards, James A. Scheer, William A. Holm, IET Editor • Materiale integrativo (lucidi del corso) disponibili sul sito web https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=4792
Modalità insegnamento
Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni svolte dal docente in aula, a cui si aggiungono circa 20 ore di esercitazioni svolte direttamente dagli studenti in aula sotto la supervisione del docente. Il corso è fruibile sia in modalità tradizionale in Aula (secondo le modalità indicate dall'Ateneo), sia in modalità a distanza sincrona. Sono, altresì, messe a disposizione progressivamente le videoregistrazioni delle lezioni teoriche e delle esercitazioni svolte in aula dal docente, per cui è possibile anche una modalità di fruizione a distanza asincrona, ad esclusione delle esercitazioni svolte direttamente dagli studenti in aula. La registrazione non sarà disponibile per le esercitazioni svolte dagli studenti in aula, nel rispetto della loro privacy tenendo conto dell'alto livello di interattività con i singoli. Si consiglia, pertanto, la la fruizione in modalità sincrona (tradizionale o a distanza) delle esercitazioni svolte durante il corso.
Frequenza
Pur essendo fortemente consigliata, la frequenza è facoltativa. Si raccomanda in particolare la la fruizione in modalità sincrona (tradizionale o a distanza) delle esercitazioni svolte in aula durante il corso, per cui non è disponibile la videoregistrazione.
Modalità di esame
La verifica dell'apprendimento avviene tramite tre prove: (i) una prova scritta di dimensionamento (30% del punteggio), in cui si chiede allo studente di dimensionare i principali parametri di progetto di un sistema radar per soddisfare i requisiti assegnati e di delineare le tecniche di elaborazione da utilizzare. (ii) una prova orale descrittiva (40% del punteggio), che prevede la risposta a domande aperte sul funzionamento dei sistemi o delle relative tecniche di elaborazione. (iii) una prova di implementazione (30% del punteggio), che prevede la capacità di implementare una delle tecniche di elaborazione radar studiate; l'implementazione può essere realizzata in software o descritta oralmente con alto livello di dettaglio. E' possibile sostituire la prova (i) con lo svolgimento di prove "in itinere" di dimensionamento parziale svolte durante il corso delle lezioni sulla piattaforma Sapienza di e-learning.
Bibliografia
• “Elaborazione del segnale radar”, G. Picardi, Franco Angeli Ed., • “Introduction to Radar Systems”, M.I. Skolnik, McGraw Hill, • “Radar Signals”, N. Levanon,
Modalità di erogazione
Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni svolte dal docente in aula, a cui si aggiungono circa 20 ore di esercitazioni svolte direttamente dagli studenti in aula sotto la supervisione del docente. Il corso è fruibile sia in modalità tradizionale in Aula (secondo le modalità indicate dall'Ateneo), sia in modalità a distanza sincrona. Sono, altresì, messe a disposizione progressivamente le videoregistrazioni delle lezioni teoriche e delle esercitazioni svolte in aula dal docente, per cui è possibile anche una modalità di fruizione a distanza asincrona, ad esclusione delle esercitazioni svolte direttamente dagli studenti in aula. La registrazione non sarà disponibile per le esercitazioni svolte dagli studenti in aula, nel rispetto della loro privacy tenendo conto dell'alto livello di interattività con i singoli. Si consiglia, pertanto, la la fruizione in modalità sincrona (tradizionale o a distanza) delle esercitazioni svolte durante il corso.
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoTelecommunication Engineering - Ingegneria delle Telecomunicazioni
  • CurriculumTelecommunication Engineering (percorso valido anche ai fini del rilascio del doppio titolo italo-francese o italo-statunitense )
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDING-INF/03
  • CFU6