Elettronika

1. “Nuovo Amplificatore di potenza da 1kW per
il sistema DTMB”
Intervento cofinanziato dall’U.E.
F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013
Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
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AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO
E L’INNOVAZIONE

2. Elettronika S.r.l.
Elettronika opera da oltre 30 anni nel mercato del broadcasting radio
televisivo internazionale. Innovazione tecnologica e strategia di marketing
hanno reso la società un gruppo industriale presente nei diversi continenti
(Elettronika America – USA, Elettronika Albania, Elettronika Research –
Romania e Guangdong Jinyi Broadcasting Equipment – Cina).
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E L’INNOVAZIONE
Nuovo Amplificatore di potenza da 1kW per il sistema DTMB
Intervento cofinanziato dall’U.E.
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3. UNIONE EUROPEA
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Annoverata tra le eccellenze del PON 2000-2006 dal Ministero
dell’Università e della Ricerca italiano, Elettronika promuove
l’innovazione attraverso un team di R&S composto da 19 giovani
ricercatori impegnati in vari ambiti tecnologici.
La società è iscritta all'Anagrafe Nazionale delle Ricerche già dal 1998.
Nuovo Amplificatore di potenza da 1kW per il sistema DTMB
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Elettronika S.r.l.

4. Referenze
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Politecnico di Bari – DEE
Bari, Italy
SST- Segnali e Sistemi per le Telecomunicazioni
Palo del Colle, Bari , Italy
DAISY-NET
Nodo Pugliese del centro di Competenza ICT-SUD
Bari, Italy
Confindustria Bari BAT
Bari, Italy
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5. Il Progetto
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Il progetto di ricerca dal titolo “Nuovo
Amplificatore di potenza da 1kW per il
sistema DTMB” ha avuto come obiettivo la
realizzazione di un amplificatore per lo
standard cinese DTMB (Digital
Terrestrial/Television Multimedia
Broadcasting) unico nel panorama del
broadcasting internazionale per le
innovazioni tecnologiche introdotte e per le
soluzioni adottate volte a tutelare l’ambiente:
è il primo amplificatore al mondo alimentato
a energia fotovoltaica ed eolica.
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6. I Partner
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Partner nazionali
Politecnico di Bari
Matrix elettronica S.r.l. - Conversano, Bari
Partner cinesi
Chengdu Kangte Digital Broadcasting TV Instruments Co Ltd
Chengdu Kaiteng Sifang Digital Broadcasting & TV Equipment Co. Ltd
Guangdong Jinyi Broadcasting equipment manufacturing Co. Ltd
Liaoning Digital Broadcasting Equipment Group
Anshan General Broadcast & TV Equipment Co. Ltd
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7. Gli Obiettivi Realizzativi
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OR1 STUDIO PRELIMINARE
OR2 SVILUPPO DELLE SOLUZIONI PROGETTUALI
 Definizione delle specifiche del modulo di amplificazione da 80WRMS
 Definizione delle specifiche del sistema di controllo locale e remoto
 Definizione delle specifiche del sistema di precorrezione adattativa
 Definizione delle specifiche del modulo di alimentazione ibrido
OR3 SIMULAZIONE E PROGETTAZIONE CAD
 Simulazione del comportamento termico dell’amplificatore
 Progetto del sistema di controllo locale e remoto
 Progetto del sistema di precorrezione adattativa
 Progetto del modulo di alimentazione ibrido
OR4 PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SINGOLI PROTOTIPI
OR5 REALIZZAZIONE DELL’AMPLIFICATORE
 Assemblaggio dell’intero amplificatore
 Verifica a banco delle singole sezioni di amplificazione
 Verifica del funzionamento del sistema di controllo locale e remoto
OR6 TEST FINALE DELL’AMPLIFICATORE
 Collaudo dell’amplificatore e dei sistemi di controllo
 Collaudo del modulo di alimentazione ibrido
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8. Il Progetto: risultati e soluzioni adottate
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Il progetto di
ricerca ha
condotto alla
realizzazione di
un prototipo di
un amplificatore
da 1kW dalle
prestazioni
superiori rispetto
a quanto
previsto in
capitolato.
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PARAMETRO VALORE ATTESO VALORE MISURATO
Range di frequenza 470-860MHz 470-860MHz
Potenza di uscita ≥1kWrms 1kWrms
Guadagno ≥23dB 17.4dB
Ripple in banda ≤1dBpp ≤1dBpp
Maschera a RF Conforme allo standard GB 20600-2006 Conforme allo standard GB 20600-2006
Impedenza di ingresso 50Ω 50Ω
Impedenza di uscita 50Ω 50Ω
Ampiezza shoulders ≥34dBrms ≥42.5dBrms
MER ≥32dBrms 34.3dBrms
Tipi di modulazione TDS-OFDM (modi C1 e C3780) TDS-OFDM (modi C1 e C3780)
Connettore di uscita EIA 1+5/8” EIA 1+5/8”
Emissione armonica ≤-60dBc ≤-65dBc
Alimentazione di rete 400VAC 3Ph+N+T ±10% 400VAC 3Ph+N+T ±10%
Consumo 11kVA 5.3kVA
Cosϕ ≥0.95 ≥0.95
Temperatura di lavoro -10÷+45°C -10÷+45°C
Compatibilità elettromagnetica Conforme alle norme EN 301489-14 Conforme alle norme EN 301489-14
Sicurezza elettrica Conforme alle norme EN60215 Conforme alle norme EN60215

9. Il Progetto: risultati e soluzioni adottate
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È stato progettato attraverso amplificatori modulari in grado di
fornire prestazioni eccellenti in termini di guadagno e potenza
RMS erogata in tutta la banda di interesse (470-860MHz).
Attraverso l’utilizzo del transistor BLF888 della NXP è stato
realizzato un pallet erogante 150WRMS, ovvero quasi il doppio di
quanto stimato nel PDA.
Ciò ha consentito di rivisitare l’architettura dell’intero
amplificatore dimezzando il numero dei cassetti e
conseguentemente costi e consumi.
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10. Il Progetto: risultati e soluzioni adottate
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La semplificazione strutturale introdotta ha favorito i seguenti
vantaggi sul piano progettuale e realizzativo:
- Adeguamento delle sezioni di divisione e combinazione di
potenza a monte e a valle dei cassetti, passando da strutture a
4 vie a quelle a 2 vie.
- Semplificazione del sistema di controllo, composto da soli 2
moduli slave anziché quattro.
- Eliminazione dei moduli driver e relativa circuiteria di
alimentazione e controllo;
- Riduzione della possibilità di guasto;
-Sensibile riduzione di dimensioni e peso della macchina;
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11. Il Progetto: risultati e soluzioni adottate
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- Contenimento dei costi di realizzazione e manutenzione.
- Dimezzamento dei consumi energetici (5.3kVA misurati ,
contro gli 11kVA previsti).
Ulteriori risultati raggiunti sono:
- Contenimento del backoff dell’amplificatore (4.8dB, contro
i 6dB previsti) consentendo un ulteriore contenimento delle
dimensioni dell’apparato, dei consumi e dei costi.
- Maggiore linearità, che consente una trasmissione ad alta
qualità nel rispetto dello standard DTMB.
- Funzionalità hot plug-in, che permette l’estrazione del
singolo cassetto, mentre il trasmettitore è operativo.
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12. Il Progetto: risultati e soluzioni adottate
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Miglioramento della qualità del segnale:
-MER (Modulation Error Ratio) del trasmettitore di 34.4dB a
fronte dei 32dB attesi;
- Ampiezza degli shoulders di 42.6dB per il lato sinistro dello
spettro (Lower) e di 51.1 per il lato destro (Upper), contro i
34dB previsti per entrambi.
Realizzazione dell’impianto di raffreddamento a liquido.
Generatore ibrido eolico-fotovoltaico, in grado di produrre
2kW nominali di potenza e sino a 3kW di picco, garantendo
l’autonomia di funzionamento dell’eccitatore DTMB per oltre 24
ore consecutive.
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13. Il Progetto: Brevetti e utilizzabilità dei risultati
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Brevetti: non sono stati depositati brevetti
I risultati direttamente trasferibili in produzione sono quelli relativi alle
competenze necessarie a realizzare:
-amplificatori modulari (pallet) per la banda UHF di potenza elevata,
realizzati con transistor LDMOS di VI generazione.
-amplificatori da 500W, contenenti 4 pallet UHF in parallelo.
-il generatore ibrido eolico-fotovoltaico, in grado di alimentare in modo
continuato trasmettitori compatti da 5W fino a 50-100W.
I risultati richiedenti ulteriore attività di ricerca e sviluppo:
Il progetto dell’algoritmo di precorrezione adattativa, l’implementazione su
piattaforma hardware, il progetto della scheda che li contenga, comprensiva
delle sezioni di ingresso e uscita, di pre e post condizionamento del
segnale, della sezione di calcolo e di alimentazione.
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14. Il Progetto: Utilizzabilità dei risultati e brevetti
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I risultati richiedenti ulteriore attività di sviluppo sono quelli relativi
alle competenze necessarie a realizzare:
-l’intera famiglia di trasmettitori DTMB (da100W a 5kW).
-Amplificatori per le bande IIIa
VHF, Ia
VHF.
-Migliorie riguardanti la dissipazione termica dei pallet.
-Sviluppo di impianti a liquido da installare su diversi tipi di trasmettitori
prodotti da Elettronika (radiofonici e televisivi, analogici e digitali).
-Migliorie riguardanti il sistema di controllo remoto: il radiomodem, il
multiplexer, l’alimentazione e le schede di controllo e display. Sviluppo di
algoritmi e protocolli in grado di gestire la comunicazione bidirezionale per i
percorsi multitratta.
-Generatori ibridi in grado di alimentare trasmettitori televisivi e radiofonici
aventi potenza maggiore. Sistema di controllo in locale e remoto del
generatore ibrido, con possibilità di modificarne i parametri operativi.
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15. Il Progetto: Mercato e ricadute industriali
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Il mercato di riferimento è
l’intera area della Repub-
blica popolare Cinese,
l’unica al momento ad aver
adottato lo standard DTMB.
L’innovazione legata all’ali-
mentazione fotovoltaica ed
eolica, invece, è un’applica-
zione di sicuro interesse
mondiale, perché l’unica
risposta all’esigenza di
portare l’energia elettrica in
siti di difficile accesso.
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16. Il Progetto: Ricadute industriali
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- Payback nel primo anno di immissione sul mercato del
prodotto, attraverso la vendita dei primi 15 apparati.
- R.O.I. del 714% nei primi cinque anni.
- Incremento della forza occupazionale (3 unità).
- Consolidamento del marchio EKA (marchio depositato in
Cina da Elettronika) nel mercato cinese.
- Avvio di partnership commerciali con i partner cinesi
coinvolti nella ricerca.
- Incremento delle vendite di apparati alimentati con
sistemi fotovoltaici ed eolici in altri mercati.
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17. Il Progetto: Scenari Applicativi
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Il progetto si inserisce nel contesto delle trasmissioni
broadcast del segnale televisivo terrestre, codificato in
tecnologia digitale, secondo lo standard cinese.
I possibili scenari applicativi sono:
 Reti di trasmissione DTMB in aree urbane.
 Reti di trasmissione DTMB in aree rurali e montane, non
servite da rete elettrica.
Telemetria (via ponte radio) applicata a qualsiasi tipo di
impianto automatizzato.
Precorrezione adattativa implementabile in altri standard di
trasmissione internazionale.
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18. Il Progetto: Diffusione dei risultati
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I risultati sono stati diffusi o lo saranno in occasione di:
• seminario dal titolo “Il passaggio al digitale in Puglia” tenutosi presso
Confindustria Bari il 01.04.2011;
• “8th International Conference on Remote Engineering and Virtual
Instrumentation” Transylvania University, Brasov, Romania 28.06-
01.07.2011
• Fiera di Pechino, Cina, BIRTV 24-27.08.2011
• Pubblicazione scientifica “Adaptive Digital Predistorsion for High
Power Amplifier Efficiency Enhancement” del Prof. Cataldo
Guaragnella
• “2012 IEEE Radio wireless week” 15 – 19.01.2012, Santa Clara, CA,
USA
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19. Il Progetto: Riferimenti
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Ing. Milica Rakic
Tel 080 626755
Fax 080 629262
E-mail: m.rakic@elettronika.it
www.elettronika.it
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