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Antenne e Propagazione – G. Marrocco

Gaetano Marrocco marrocco@disp.uniroma2.it 06 72597418 Ingegneria dell’Informazione IV piano

1° anno: Laurea Magistrale Ingegneria delle Telecomunicazioni

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Trailer

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Antenne, antennista, antennaro !?!?

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Le antenne …

- si sono integrate con il nostro ambiente quotidiano - con i nostri “electronic toys”

- nei nostri abiti - nel nostro corpo

- curano la nostra salute - hanno annullato le distanze (“abboriggeno ma che io e te c’avemo da dì ! “)

- ci aiutano a trovare la strada - a navigare sul web seduti in giardino

- hanno inspirato film - ma a volte spaventano e deturpano l’ambiente

- hanno influenzato scelte politiche - decretato successi commerciali

- e siglato fallimenti

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MACRO-scale MICRO-scale

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Very Large Array

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This new satellite will be known as GPS IIR-15 (M) and will join 29 other satellites which make up the GPS system. (It is commonly stated that the GPS system has 24 satellites — while 24 are necessary to complete the constellation there are more GPS satellites than that orbiting so that some can be pulled in and out of operation for maintenance.) There is one other “modern” satellite like this one already in orbit and 12 other “Block IIR” satellites in orbit.

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Monte Mario - Roma

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The presence of several wireless operators, within same areas, increases the demand of both omnidirectional and sectorial BSE

3G mobile networks involve an even denser distribution of base station antennas due to the reduced cell size

Universal Mobile Telcommunication System (UMTS)

500m<R<1Km R<100m

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Human health regulations

- SAR ..

Landscape compliance

- historical monuments

- natural sites

- avoiding hugly view !

?

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Antenne e Propagazione – G. Marrocco Antenne Propagazione – G. Marrocco

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Painting the antenna with the same texture of the house walls

“Old-fashion” flagstaff-like omnidirectional antennas

Hiding the the BSE pylon by means of a ”giant” artificial tree

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San Giovanni in Laterano (Roma)

Cover

Panel antenna

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BSE hidden within a chimneypot-like cover for over-the building applications

camouflage covers

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Where is the antenna ?

Internet Everywhere

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Iphone 3G

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Iphone 4

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Antennas: beyond Communications

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Implantable Antennas ! Radio Frequency Identification (RFID)

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Green Antennas

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Computer Aided Design

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Analisi: dalle sorgenti ai campi

Sintesi: dai campi alle sorgenti

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1.  Teoria della irradiazione da sorgenti elettromagnetiche

2.  Caratterizzazione delle Antenne in Trasmissione

3.  Antenne a filo

4.  Calcolo automatico delle antenne

5.  Alimentazione di antenne a filo

6.  Antenne ad Apertura

8.  Array di antenne

10.  Antenne a Banda Larga

12.  Grandi Antenne

14.  Antenne Stampate

12. Caratterizzazione delle Antenne in Ricezione

Uscita corso a 5 cr.

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Modalità d’esame: - 5 cr: prova orale - 9 cr: progetto + prova orale

Testi consigliati: - C. Balanis, “Antenna Theory: analysis and design”, John Wiley & Sons, 1997 (ISBN 0-471-59268-4)

- R.E. Collin, “Antennas and Radiowave Propagation”,McGraw-Hill, 1985, (ISBN-0-07-011808-6)

-  J.D. Krauss, R.J.Marhefka, “Antennas for all applications”, McGraw-Hill (ISBN 0-07-463219-1)

Materiale didattico distribuito dal Docente

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1873 C. Maxwell unifica la teoria dell’elettricità e dell’elettromagnetismo

1886 H.R. Hertz costruisce il primo sistema elettromagnetico con dipolo a mezz’onda (Tx) e loop (Rx)

1901 G. Marconi trasmette un segnale su distanze transoceaniche con array di 50 fili verticali connessi ad un generatore a scintilla. L’antenna ricevente era un filo di 200m

1926 Antenne a largo guadagno Yagi-Uda

1940 Sviluppo di elementi radianti a filo per UHF (300MHz-3GHz)

1940-45 II guerra mondiale, sviluppo di nuovi elementi radianti fino a frequenze di 1 GHz (aperture, guide d’onda, riflettori)

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1950 Antenne a larga banda, log periodiche, trasmissione televisiva

1960- Metodi numerici, progettazione assistita al calcolatore

1970- Antenne stampate, microstriscie e strutture a basso profilo

1980- Antenne attive e integrate

1990- Antenne miniaturizzate (terminali mobili per telefonia) Antenne ad impulsi (demining, guerra elettronica, imaging biomedico)

2000- Nuovi materiali, Smart Antennas, Ultra-Wide band antennas, RFID, …

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��

P =µ2q2 ˙ v 2

6πη0

L’irradiazione elettromagnetica è prodotta da cariche accelerate o da correnti variabili nel tempo

��

˙ I l = q ˙ v

P: potenza irradata I: corrente L: lunghezza elemento di corrente q: carica elettrica v: velocità della carica

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La radiazione è prodotta nei punti del conduttore ove le cariche sono accelerate, e cioè nel centro (punto di alimentazione) e alle estremità

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H. Hertz

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