Antenne e Telerilevamento. Esonero I ESONERO ( )

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Giustina Esposito
7 anni fa
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1 I ESONERO ( ) ESERCIZIO 1 (15 punti) Si considri un sistma ricvnt oprant alla frqunza di 13 GHz, composto da un antnna a parabola a polarizzazion linar con un rapporto fuoco-diamtro f/d=.3, illuminata da una tromba rttangolar a fascio simmtrico. L antnna è connssa ad un convrtitor collgato al ricvitor vro proprio ch è posto ad una distanza di 25 m. Tal collgamnto avvin tramit un cavo coassial di impdnza carattristica Z =5 Ω attnuazion α l =3 db/1m. Il ricvitor prsnta infin una impdnza di ingrsso Z ingr =5 Ω. Il sistma in trasmission si trova a bordo di un satllit pr l ossrvazion dlla Trra posto ad una quota di 8 km, d è carattrizzato da una antnna a parabola di diamtro D T =25 cm fficinza di aprtura υ T =.84, la qual trasmtt un sgnal a polarizzazion circolar vrso Trra con una potnza P T =1 W, quando il satllit passa allo znith dl ricvitor. f/d =.3 d = 8 km CON V RIC d l = 25 m α l = 3 db/1m Z =5Ω Z ingr = 5 Ω SNR 25 db P T = 1 W D T = 25 cm υ T =.84 Si chid di: 1. (5 p) calcolar il guadagno ncssario pr l antnna ricvnt, in modo ch vnga garantito un rapporto sgnal rumor di almno 25 db all intrno dl ricvitor, tnndo conto dll vntuali prdit di guadagno causat da uno sfocamnto assial pari al 2% dlla lunghzza d onda dall fftto dll tollranz suprficiali, il cui scarto quadratico mdio risptto al paraboloid idal è pari al 2% dlla lunghzza d onda. L intro sistma ricvnt è inoltr carattrizzato da una banda f=4 MHz da una tmpratura di rumor T=29 K; Politcnico di Torino Pagina 1 di 1

2 2. (5 p) progttar il riflttor parabolico dll antnna ricvnt (diamtro, tapring ai bordi, fficinza di aprtura) in modo ch, a partir dal primo lobo scondario, l inviluppo di lobi scondari sia infrior ad una maschra dfinita da: gsll G ( ϑ) db 26dB = 31dB ϑ 1L ϑ 3.2 ϑ 3.2 dov ϑ 1L = 1.5 HPBW 3. (5 p) progttar l illuminator a tromba pr tal paraboloid, calcolando anch l lunghzz assiali ch la carattrizzano in ntramb ai piani. Tal illuminator dv avr un rror di fas massimo sull aprtura pari a λ/8 in ntrambi i piani. Il campo lttrico irradiato dal trombino alimntato in modo TE 1 è il sgunt: P ( θ, ϕ) = 2H jz E = 2rλ jkr 2 AB [ ϕˆ cosϕ + θˆsinϕ]cos π Pr il progtto si utilizzino i grafici allgati. 2 P ( θ, ϕ) θ F 2 H A sinθcosϕ F λ E B sinθsinϕ λ Politcnico di Torino Pagina 2 di 2

3 ESERCIZIO 2 (16 punti) Un antnna log-priodica formata da 15 dipoli impdnza di ingrsso nominal Z in =75 Ω, ha com struttura di alimntazion dgli lmnti una lina bifilar carattrizzata da una distanza s tra i conduttori pari a 3,75 cm da un diamtro D di conduttori pari a 2,5 cm. L antnna possid un guadagno massimo di 8 db. Si calcolino: 1. (3 p) tutti i paramtri gomtrici ch carattrizzano l antnna (angolo di aprtura α, rapporto tra l lunghzz di dipoli τ, spaziatura rlativa σ). In caso di ambiguità, si sclga l antnna con angolo di aprtura α minor; 2. (4 p) la snllzza di dipoli, la lunghzza dl dipolo maggior l MAX qulla dl dipolo minor l min, ipotizzando ch la snllzza sia la stssa pr tutti i dipoli, ch il diamtro di qullo maggior coincida con il diamtro di conduttori dlla lina di alimntazion; 3. (4 p) la lunghzza L dll antnna; 4. (3 p) la banda di funzionamnto dll antnna, ipotizzando di considrar un fattor di banda attiva B=1,5. 5. (opzional: 2 p) Si vrifichi ch i primi du dipoli non si sovrappongano, calcolandon la spaziatura. Pr il progtto si utilizzino l curv di grafici allgati. N i 1 2l MAX 2l i α 2l min r i L spaziatur D s Politcnico di Torino Pagina 3 di 3

4 Efficinza di aprtura inviluppo di primi lobi scondari pr paraboloidi simmtrici, al variar dl tapring ai bordi dl rapporto f/d Politcnico di Torino Pagina 4 di 4

5 H Diagrammi normalizzati di irradiazion di tromb rttangolari ni du piani ( F F H E F F ), al variar dll rror di fas sull aprtura E () db Politcnico di Torino Pagina 5 di 5 () db

6 Curv di guadagno di una antnna log-priodica in funzion di α τ Rlazion tra impdnza di ingrsso di una antnna log-priodica impdnz carattristich dlla lina di dipoli Politcnico di Torino Pagina 6 di 6

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