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C ARATTERIZZAZIONE DI A NTENNE IN G UIDA D O NDA PER V ERIFICHE DI S USCETTIBILITÀ R ADIATA Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria.

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Presentazione sul tema: "C ARATTERIZZAZIONE DI A NTENNE IN G UIDA D O NDA PER V ERIFICHE DI S USCETTIBILITÀ R ADIATA Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria."— Transcript della presentazione:

1 C ARATTERIZZAZIONE DI A NTENNE IN G UIDA D O NDA PER V ERIFICHE DI S USCETTIBILITÀ R ADIATA Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria Industriale Polo Scientifico e Didattico di Terni L ABORATORIO CEM Strada di Pentima 4, Terni E. Cardelli, A. De Meis, A. Faba, F. Tissi –

2 L ABORATORIO CEM Qualifiche EMC Attività Pre-Compliance Realizzazione di set-up Custom Verifiche di Efficienza di Schermatura Analisi FEM Verifiche di Sicurezza Elettrica Verifiche esposizioni ai C.E.M.

3 L ABORATORIO CEM Q UALIFICA EMC DELL ELETTRONICA DI AMS-02 ALFA MAGNETIC SPECTROMETER D AL 19 M AGGIO 2011 SULLA ISS 56 I STITUZIONI 16 P AESI

4 L ABORATORIO CEM Q UALIFICA EMC DELL ELETTRONICA DI AMS-02 A LCUNE DELLE FASI DI QUALIFICA EMC DELL ELETTRONICADI AMS-02 REALIZZATE PRESSO IL LABORATORIO CEM

5 L ABORATORIO CEM R IFERIMENTO A D IFFERENTI N ORMATIVE E S PECIFICHE Qualifiche EMC di apparati utilizzati in ambiente: residenziale, commerciale, industriale, avionico, navale, spaziale e militare. MIL-STD-461 RTCA-DO160 ETSI-EN DIRETTIVE EMC SSP CEI-EN IEEE-STD REQUISITI CUSTOM

6 L ABORATORIO CEM R IFERIMENTO A D IFFERENTI N ORMATIVE E S PECIFICHE E VOLUZIONE E ED ADEGUAMENTO DELLE PROCEDURE U TILIZZO DI SOFTWARE DI TIPO OPEN SOURCE PER IL CONTROLLO AUTOMATIZZATO DELLA STRUMENTAZIONE U TILIZZO DI SOFTWARE DI TIPO OPEN SOURCE PER IL CONTROLLO AUTOMATIZZATO DELLA STRUMENTAZIONE P ROGETTO E REALIZZAZIONE DI ELEMENTI ACCESSORI P ROGETTO E REALIZZAZIONE DI ELEMENTI ACCESSORI - RETI DI ACCOPPIAMENTO - RETI DI STABILIZZAZIONE DELL IMPEDENZA DI LINEA - SISTEMI DI GENERAZIONE DI TRANSIENTI ED IMPULSI - ANTENNE AD ELEVATO GUADAGNO

7 P ROGETTO E REALIZZAZIONE DI ANTENNE HORN IN GUIDA D ONDA Amplificatore Generatore di Segnali EUT Antenna Horn in Guida donda T EST DI S USCETTIBILITÀ R ADIATA N ECESSITÀ DI GENERARE C AMPI E LEVATI Tipicamente 1 m Campi elettrici fino a qualche migliaio di V/m

8 P ROGETTO E REALIZZAZIONE DI ANTENNE HORN IN GUIDA D ONDA Tipologia Banda di frequenza (GHz) a (mm) b (mm) WR WR WR WR WR WR WR WR WR WR WR WR WR Dimensioni standard guide donda b1b1 b a a1a1 lhlh lele l l

9 P ROGETTO E REALIZZAZIONE DI ANTENNE HORN IN GUIDA D ONDA 1 m f [GHz] S ONO DISPONIBILI COMMERCIALMENTE ANTENNE HORN IN GUIDA DI VARIE DIMENSIONI E CARATTERISTICHE. P ER IL LABORATORIO CEM SI STA SVILUPPANDO INTERNAMENTE UN SET PERSONALIZZATO DI ANTENNE. IL GUADAGNO D ANTENNA VIENE MASSIMIZZATO CON LUNGHEZZA MAX PARI A 1 METRO.

10 A PPROCCIO ANALITICO [ 1 ]K. T. Selvan, Accurate Design Method for Optimum Gain Pyramidal Horns, Electronics Letters, Vol. 35, No. 4, p. 249 – 250, L OTTIMIZZAZIONE IN TERMINI DI GUADAGNO DI ANTENNE HORN PIRAMIDALI SI OTTIENE ATTRAVERSO LA RISOLUZIONE DI UN EQUAZIONE DI 4° GRADO b b1b1 IeIe pepe I1I1

11 A PPROCCIO ANALITICO E POSSIBILE RISOLVERE L EQUAZIONE DI 4° GRADO IN FORMA CHIUSA OTTENENDO LA SEGUENTE SOLUZIONE [ 2 ] M. Abramowitz, I. A. Stegun, Handbook of mathematical functions with formulas, graphs and mathematical tables, Dover, New York, 9° edn., pp

12 A PPROCCIO ANALITICO - R ISULTATI Antenna Banda di frequenza (GHz) a 1 (mm) b 1 (mm) l (mm) G* (dB) * il guadagno G è calcolato per lestremo inferiore di banda

13 A PPROCCIO NUMERICO FEM Solutore FEBI (Finite Element – Boundary integral) EccitazioneWave Port Condizioni al contorno Radiating Only ProcessoreIntel © Xeon 2.27 GHz RAM48 Gb Sistema64 Bit HFSS ©

14 A PPROCCIO ANALITICO E NUMERICO - C ONFRONTO

15 D IAGRAMMA D 8.2 GH Z (WR90) G = 17.8 dB Apertura G = 26.8 dB Apertura Antenna a disposizione Antenna ottimizzata

16 C AMPO ELETTRICO A 1 METRO ( APPROSSIMAZIONE FAR FIELD ) 1 m f [GHz] E [V/m]

17 C AMPO ELETTRICO A 1 METRO ( MISURE - CALCOLI PREVISIONALI ) Antenna non ottimizzata Con antenne ottimizzate si prevede la generazione di campi pari a più del doppio degli attuali Misuratore di campo

18 C ONCLUSIONI I L MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI DI UN LABORATORIO DI COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA PASSA ANCHE ATTRAVERSO IL PROGETTO E LA REALIZZAZIONE INTERNA DI NUOVE SOLUZIONI I L MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI DI UN LABORATORIO DI COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA PASSA ANCHE ATTRAVERSO IL PROGETTO E LA REALIZZAZIONE INTERNA DI NUOVE SOLUZIONI NEL CASO PRESENTATO RELATIVO ALL OTTIMIZZAZIONE DI ANTENNE HORN IN GUIDA D ONDA SI E DIMOSTRATO COME ATTRAVERSO GLI OPPORTUNI STRUMENTI DI CALCOLO E POSSIBILE OTTENERE MIGLIORAMENTI CON UN LIMITATO IMPIEGO DI RISORSE NEL CASO PRESENTATO RELATIVO ALL OTTIMIZZAZIONE DI ANTENNE HORN IN GUIDA D ONDA SI E DIMOSTRATO COME ATTRAVERSO GLI OPPORTUNI STRUMENTI DI CALCOLO E POSSIBILE OTTENERE MIGLIORAMENTI CON UN LIMITATO IMPIEGO DI RISORSE


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