Corso di Tecniche elettromagnetiche per la localizzazione e il controllo ambientale. Test scritto del 27 / 09 / 2005

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1 Corso d Tecnche elettromagnetche per la localzzazone e l controllo ambentale Test scrtto del 7 / 9 / 5 S rsponda alle seguent domande marcando con un segno le rsposte che s reputano corrette. S rsolva noltre l problema rportato n fondo. Domanda Cosa rappresenta la resstenza d radazone d una antenna? ) oché una resstenza non può che dsspare potenza per effetto Joule, la resstenza d radazone descrve la potenza dsspata da un antenna per effetto della non dealtà de materal; ) La potenza dsspata per effetto Joule dalla resstenza d radazone nel crcuto equvalente corrsponde alla potenza effettvamente rradata dall antenna; 3) La resstenza d radazone rappresenta l carco su cu è sempre chusa un antenna n trasmssone; 4) La resstenza d radazone rappresenta sempre l mpedenza nterna del generatore che descrve l antenna n trasmssone all nterno del crcuto equvalente. Domanda La drettvtà d una antenna: ) È sempre maggore o uguale ad uno; ) È sempre mnore o uguale ad uno, e vale quando l antenna è sotropa; 3) Vale quando l antenna è sotropa; 4) Vale solo se l antenna è prva d perdte; Domanda 3 er una generca schera d antenne: ) La polarzzazone del campo totale rradato concde con la polarzzazone del campo rradato dal sngolo elemento; ) Le drezon d massmo rraggamento del sngolo elemento sono sempre drezon d massmo rraggamento della schera complessva; 3) Le drezon d zero del sngolo elemento sono sempre drezon d zero della schera complessva; 4) La drettvtà complessva è proporzonale alla drettvtà del sngolo elemento; Domanda 4 In un radocollegamento, la potenza rcevuta è funzone monotona strettamente decrescente con la dstanza fra termnal: ) È vero solo se le antenne sono molto drettve; ) È generalmente falso, poché le nterazon del segnale rradato con l ambente d propagazone determnano un andamento tpcamente oscllatoro; 3) È vero n condzon d propagazone deal, ovvero quando le antenne s trovano n condzon d spazo lbero; 4) È vero ma a condzone che termnal s trovno n lnea d vsta; Domanda 5 In un sstema d radolocalzzazone quale è l numero mnmo d parametr d localzzazone necessar alla stma della poszone? ) Necessaramente 3; ) sono suffcent, qualora c s accontent della stma bdmensonale (x e y);

2 3) Dpende dal metodo d localzzazone prescelto; 4) Uno solo, purché l sstema lavor n condzon deal; Domanda Al fne d schermare le rflesson dal suolo, alcun rcevtor GS adottano una partcolare soluzone basata sull utlzzo d un opportuno pano d massa o choke rng. Qual sono le prncpal ragon d tale accorgmento? ) oché nel sstema GS la rflessone dal suolo è sempre presente, è opportuno adottare contromsure per mtgarne gl effett. ) La rflessone del terreno allarga notevolmente l delay spread, degradando d conseguenza la precsone del sstema; 3) L eventuale nterferenza del cammno rflesso può affevolre notevolmente l segnale rcevuto, poché l cammno rflesso dal terreno ha una ampezza paragonable a quella del contrbuto dretto; 4) Il rcevtore GS utlzza antenne drettve partcolarmente nadeguate a gestre segnal rfless dal terreno; Domanda 7 Il localzzatore del sstema ILS: ) Consente d mantenere l aereo n allneamento con l asse della psta; ) Consente d far scendere l aereo fno alla superfce della psta lungo una traettora d pendenza costante rtenuta la mglore per quella psta; 3) Consente d msurare la dstanza dalla psta e qund d conoscere la poszone dell aereo lungo l sentero d avvcnamento; 4) Modula n ampezza la portante con segnal a frequenza dversa n modo tale che ess abbano stessa ntenstà lungo l asse della psta; Domanda 8 Un radar alla frequenza d 3 GHz rrada una potenza d W per mezzo d un antenna avente un guadagno d 3 db. Sapendo che la sensbltà del rcevtore è par a µw, quanto vale la sezone radar massma d un oggetto per NON essere rlevato alla dstanza d m? ) m crca; ) m crca; 3). m crca 4) m crca Domanda 9 La dfferenza fra un radar monostatco e bstatco è ) Il radar monostatco è passvo, l bstatco attvo ) Il radar monostatco è co-locato, l bstatco ds-locato 3) Il radar monostatco trasmette e rceve dallo stesso punto, l bstatco emette da un punto e rceve da un altro 4) Il radar monostatco llumna un bersaglo alla volta, l bstatco due Domanda erchè l'utlzzo d un LIDAR dfferenzale costtusce un metodo mglore per rlevare la presenza d un nqunante rspetto ad altr sensor non basat su onde elettromagetche: ) erchè l LIDAR ha una defnzone (footprnt) molto grande ) erchè l LIDAR non rsente d ostacol frappost

3 3) erchè l LIDAR da' un'ndcazone meda, relatva ad un'area vasta e non rsente d perturbazon local 4) erchè l LIDAR consente grande precsone a cost relatvamente bass ROBLEMA S supponga che all nterno d un generco scenaro propagatvo l rcevtore sa raggunto per semplctà da 4 sol contrbut (ragg) dstnt, qualunque sa la sua poszone. S supponga noltre che le dstrbuzon delle drezon d arrvo (azmuth) e le potenze n ngresso all antenna rcevente sano per ogn raggo quelle descrtte n fgura Fgura Fgura con e valor arbtrar. Supponendo nzalmente che l antenna del rcevtore sa dealmente sotropa ) calcolare l Azmuth Spread (AS) n funzone delle costant e. Come vara l valore d AS al varare d? Supponendo nvece che la funzone guadagno dell antenna rcevente sa quella rappresentata n fgura, ) calcolare nuovamente l Azmuth Spread (AS) n funzone delle costant e, supponendo che l lobo prncpale dell antenna rcevente sa sempre orentato nella drezone del contrbuto avente azmuth. S supponga d realzzare n tale scenaro un sstema d radolocalzzazone cellulare basato sul metodo DoA. S supponga che l valore dell AS possa essere assunto come ragonevole stma dell errore che afflgge cascuna msura angolare. In partcolare, s supponga che la regone d ncertezza dovuta agl error d msura possa essere assunta approssmatvamente crcolare ed abba un dametro d lunghezza par all arco d crconferenza sotteso all angolo AS (ved fgura 3). Fgura 3

4 3) supponendo per semplctà che l rcevtore s trov alla stessa dstanza d dalle due stazon fsse (FS), calcolare qual è la massma dstanza d max che garantsce un errore massmo nella stma della poszone par a m. Esegure l calcolo relatvamente a due valor d AS ndvduat a punt e. 4) Supponendo d dover garantre l servzo (n accordo alle specfche descrtte al punto 3) su d un area d servzo rettangolare d dmenson km 3 km, calcolare l numero mnmo d FS necessare. Esegure l calcolo relatvamente a due valor d AS ndvduat a punt e. NOTE: La rsposta corretta a cascuna delle domande vale punt. La soluzone corretta del problema vale punt (rspettvamente,3,3, punt). Il tempo consentto per l ntero test è d ora.

5 Domanda Rsposta Rsoluzone del Test scrtto dell 7 / 9 / 5 Domanda Rsposta Domanda 3 Rsposte e 3 Domanda 4 Rsposte e 3 Domanda 5 Rsposta 3 Domanda Rsposta 3 Domanda 7 Rsposte e 4 Domanda 8 R 4π σ IRR λ Rsposta 4 3 Domanda 9 Rsposte e 3 Domanda Rsposte 3 e 4 r 4 g ROBLEMA Se l antenna è sotropa, la potenza rcevuta concde per ogn raggo a quella che gunge all antenna rcevente, e dunque. Dalla defnzone d azmuth spread: AS dove N r m ( ) N r m + ( + 45) + ( 45) + ( + 8)

6 ertanto AS AS ( 45) + ( ) + ( ) + ( 45 45) o.4 rad 4 Se l antenna è drettva n accordo al dagramma llustrato n fgura, la potenza rcevuta da ogn raggo è data da per l guadagno dell antenna nella drezone d ncdenza del raggo. S osserva allora mmedatamente che l raggo provenente dalla drezone + 8 vene annullato poché corrsponde ad una drezone d zero. Inoltre: m AS AS + ( + 45) + ( 45) + ( ) + ( + 45 ) + ( 45 ) 45 5 o rad L errore massmo d stma concde ovvamente con l raggo R della CFR che approssma la regone d ncertezza. er potes tale raggo vale (d AS rad / ). Ergo: d max ASrad d max ASrad d max_ d max_ AS 3.4m AS 3m Ogn FS è qund n grado d offrre utle contrbuto alla localzzazone a tutt rcevtor che s trovno ad una dstanza da essa mnore o uguale a d max. S può dre pertanto, che ogn stazone fssa copre un area crcolare d raggo par a d max. ertanto, detto n l numero d FS necessaro per coprre l area d servzo A s, As N π ( d max ) 8 N 38 π ( d ) max_ 8 N 5 π ( d ) max