Il corso ha il compito di fornire allo studente la conoscenza sui metodi di analisi e di progetto delle antenne per le stazioni radio base e per i terminali mobili impiegate nei sistemi di comunicazione cellulari.
scheda docente
materiale didattico
Concetti di base dei sistemi di comunicazione cellulare. Concetti di base della radiazione elettromagnetica: funzione di spazio libero di Green, dipolo di Hertz, near-field e far-field. Concetti di base di antenne: una prospettiva storica, tipi di antenna, meccanismo radiazioni, distribuzione di corrente su antenne lineari. Proprietà elettriche e radianti di antenne: intensità di radiazione, potenza irradiata, direttività, efficienza, guadagno, larghezza di fascio, polarizzazione, impedenza di ingresso, larghezza di banda, lunghezza efficace ed area efficace. Formula di Friis.
PARTE II - ANTENNE PER STAZIONI RADIO BASE
Panoramica delle antenne trasmittenti. Antenne omnidirezionali. Antenne a dipolo sottile e spesso. Proprietà elettriche e radianti di antenne dipolari. Dipoli a banda larga. Antenne direttive. Principio delle immagini ed uso dei riflettori. Antenne dipolari con riflettore. Array di antenne: schiere di antenne uniformi per i pannelli della stazione base. Analisi e sintesi metodi dell'elemento antenna singola di un pannello di base. Esempi di progettazione di antenne a dipolo omnidirezionali e direttive per GSM 900/1800 e UMTS. Diversità di spazio e diversità di polarizzazione. Reti formatrici di fascio per schiere di antenne. Inclinazione meccanica ed elettrica delle antenne. Antenne intelligenti ed adattative.
PARTE III - ANTENNE PER TERMINALI MOBILI
Panoramica di antenne per terminali mobili. Antenne a microstriscia: concetti di base. Proprietà elettriche e radiative delle antenne a microstriscia. Analisi di antenne a microstriscia utilizzando il modello a linea di trasmissione. Tecniche di progettazione di antenne a microstriscia che lavorano in polarizzazione lineare, doppio-lineare e polarizzazione circolare. Esempi di antenne a microstriscia per GSM 900/1800 e UMTS. Esempi di antenne a microstriscia per Bluetooth e Wi-Fi. Esempi di pannelli di antenne a microstriscia da utilizzare come stazione UMTS per interni e antenne per punti di accesso WI-Fi.
PARTE IV - ANALISI E PROGETTAZIONE DI ANTENNE (LABORATORIO)
Uso di simulatori software per l'analisi di antenne per stazioni radio-base e terminali mobili. Progettazione di array di antenne al calcolatore. Misura di antenne e reverse engineering.
- "Cellular communications explained from basics to 3G", autore: Ian Poole, editore: Newnes
- "Fundamentals of cellular network planning and optimization 2G/2.5G/3G-evlolution to 4G", autore: Ajay R. Mishra, editore: Wiley
Programma
PARTE I - OVERVIEW DEI SISTEMI CELLULARI E ANTENNEConcetti di base dei sistemi di comunicazione cellulare. Concetti di base della radiazione elettromagnetica: funzione di spazio libero di Green, dipolo di Hertz, near-field e far-field. Concetti di base di antenne: una prospettiva storica, tipi di antenna, meccanismo radiazioni, distribuzione di corrente su antenne lineari. Proprietà elettriche e radianti di antenne: intensità di radiazione, potenza irradiata, direttività, efficienza, guadagno, larghezza di fascio, polarizzazione, impedenza di ingresso, larghezza di banda, lunghezza efficace ed area efficace. Formula di Friis.
PARTE II - ANTENNE PER STAZIONI RADIO BASE
Panoramica delle antenne trasmittenti. Antenne omnidirezionali. Antenne a dipolo sottile e spesso. Proprietà elettriche e radianti di antenne dipolari. Dipoli a banda larga. Antenne direttive. Principio delle immagini ed uso dei riflettori. Antenne dipolari con riflettore. Array di antenne: schiere di antenne uniformi per i pannelli della stazione base. Analisi e sintesi metodi dell'elemento antenna singola di un pannello di base. Esempi di progettazione di antenne a dipolo omnidirezionali e direttive per GSM 900/1800 e UMTS. Diversità di spazio e diversità di polarizzazione. Reti formatrici di fascio per schiere di antenne. Inclinazione meccanica ed elettrica delle antenne. Antenne intelligenti ed adattative.
PARTE III - ANTENNE PER TERMINALI MOBILI
Panoramica di antenne per terminali mobili. Antenne a microstriscia: concetti di base. Proprietà elettriche e radiative delle antenne a microstriscia. Analisi di antenne a microstriscia utilizzando il modello a linea di trasmissione. Tecniche di progettazione di antenne a microstriscia che lavorano in polarizzazione lineare, doppio-lineare e polarizzazione circolare. Esempi di antenne a microstriscia per GSM 900/1800 e UMTS. Esempi di antenne a microstriscia per Bluetooth e Wi-Fi. Esempi di pannelli di antenne a microstriscia da utilizzare come stazione UMTS per interni e antenne per punti di accesso WI-Fi.
PARTE IV - ANALISI E PROGETTAZIONE DI ANTENNE (LABORATORIO)
Uso di simulatori software per l'analisi di antenne per stazioni radio-base e terminali mobili. Progettazione di array di antenne al calcolatore. Misura di antenne e reverse engineering.
Testi Adottati
- "Antenna Theory: Analysis and Design", autore: Constantin Balanis, editore: Wiley- "Cellular communications explained from basics to 3G", autore: Ian Poole, editore: Newnes
- "Fundamentals of cellular network planning and optimization 2G/2.5G/3G-evlolution to 4G", autore: Ajay R. Mishra, editore: Wiley
Modalità Valutazione
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una presentazione orale dei contenuti del corso. La discussione orale è finalizzata a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità dello studente di applicarli in contesti reali.