Obiettivi/Learning Objectives: Lo studente acquisisce: - i principi della teoria dei segnali con particolare attenzione alla

descrizione dei segnali nel dominio della frequenza (serie e trasformata di Fourier); - i principi della modulazione e della

demodulazione; - i principi del funzionamento delle antenne; -i fondamenti e le strategie del Controllo del Traffico Aereo;

- i principi di funzionamento degli strumenti che sono utilizzati nei sistemi di sorveglianza (radar primari, radar secondari)

e di navigazione (NDB, DME, VOR, ILS).

Prerequisiti/Prerequisites by topic: E' richiesta una buona conoscenza dell'analisi, della geometria e della fisica.

Propedeuticità/Prerequisites: Non sono previste propedeuticità

Anno/Year: primo Cod: 1021947 SSD: ING-INF/03 CFU: 9

Ore Lezione/Hours of Lesson: 70

Ore Laboratorio e Esercitazione/Hours of laboratory practice: 20

Ore studio personale/Hours of personal study: 180

Modalità frequenza/Frequency: non sono previste verifiche di frequenza

Valutazione/Evaluation: in trentesimi dopo una prova solo orale

Docente/Teacher: Tullio Bucciarelli

Qualifica/Position: Professore Ordinario

Curriculum: http://infocom.uniroma1.it/rrsn/wiki/Main/TullioBucciarelli

Dipartimento/Department: DIIET - Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni

Orario Ricevimento/Office Hours: mercoledi ore 15.00 al DIET, stanza 13, secondo piano sopra la banca.

Telefono/Phone: 06 44585454

Email: buccia@infocom.uniroma1.it

Le copie delle dispense di Controllo del Traffico Aereo sono disponibili nel sito:

http://infocom.uniroma1.it/rrsn/wiki/Main/ControlloDelTrafficoAereo

da dove si possono scaricare con la password CTA_BUT.

Nello stesso sito sono disponibili anche le dispense di Tecnica Radio e Radar scaricabili con la password TRR_BUT.

Controllo Del Traffico AereoFiled in: Main.ControlloDelTrafficoAereo · Modified on : Thu, 08 Mar 12

Anno Accademico 2010-2011 SSD: ING-INF/03 Crediti: 9 per il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria

Aeronautica- 6 per il Corso di Laurea in Ingegneria delle Comunicazioni

Tipologia di valutazione: l'esame, con votazione in trentesimi, prevede solo una prova orale

Programma:

E' richiamato il quadro delle Organizzazioni Internazionali di Regolamentazione (ICAO) e dei Servizi del

Traffico Aereo (ATS). Sono introdotti i principi dell’analisi dei segnali nel dominio della frequenza (lo

sviluppo in serie e la trasformata di Fourier), della modulazione e demodulazione di ampiezza e di

frequenza. Sono descritti i principi elettromagnetici che sono alla base dello studio delle antenne e si

descrivono i tipi di antenne impiegati negli strumenti di controllo e sono richiamati i principi della

propagazione in atmosfera. E’presentato ii quadro degli strumenti di Sorveglianza,Comunicazione e

Navigazione impiegati. . Per quanto riguarda la sorveglianza, si delinea il funzionamento dei radar primari

per la ricerca e il controllo dello spazio aereo : si introducono i principi dei radar secondari secondari

(IFF/SSR convenzionale, monopulse e Modo-S) e del sistema anticollisione TCAS, si valutano le

problematiche legate all’integrazione radar primario-secondario, illustrando le tecniche per la formazione

delle tracce radar/ADS-B.Per quanto riguarda la Navigazione, sono descritti i principali sensori per la

navigazione strumentale (IFR): NDB (radiofari non direzionali), VOR (indicatori di direzione), DME

(misuratori di distanza) e ILS (sistemi per l'atterraggio strumentale) e si introducono le tecniche di ADS-B

basate sui sistemi di navigazione satellitare (GPS e Galileo.

Gli allievi appartenenti al Corso di Laurea in Ingegneria delle Comunicazioni possono non frequentare la

parte del corso relativa all'analisi dei segnali.

Materiale Didattico

Volume 1 - Capitolo 1 Introduzione al Controllo del Traffico Aereo

Volume 1 - Capitolo 2 I segnali per il Controllo del Traffico Aereo

Volume 1 - Capitolo 3 Rappresentazione dei segnali

Volume 1 - Capitolo 4 La modulazione

Volume 1 - Capitolo 5 Richiami sulle antenne

Volume 1 - Capitolo 6 Strumenti radio per la Navigazione

Volume 2 - Capitolo 1 Radar Primari

Volume 2 - Capitolo 2 Precisione nelle misure radar

Volume 2 - Capitolo 3 Radar Secondari

Volume 2 - Capitolo 4 Radar Secondari - I modi

Volume 2 - Capitolo 5 Radar Secondari -Prestazioni

Volume 2 - Capitolo 6 Radar Secondari -I frutti

Volume 2 - Capitolo 7 Radar Secondari -Monopulse

Volume 2 - Capitolo 8 Modo S

Volume 2 - Capitolo 9 ACAS-TCAS

Tecniche Radio E RadarFiled in: Main.TecnicheRadioERadar · Modified on : Tue, 06 Mar 12

Anno Accademico 2009-2010 SSD: ING-INF/03 Crediti: 9 per il Corso di Laurea Ingegneria delle

Comunicazioni Tipologia di valutazione: l'esame, con votazione in trentesimi, prevede solamente una

prova orale

Programma

Introduzione generale alle tecniche radar; cenni storici e classificazione dei vari tipi di radar. Principi di

funzionamento del radar ad impulsi e tecniche di misure di distanza, azimuth e velocità; i relativi poteri

risolutori. L’equazione radar, il riferimento dei parametri presenti nell’equazione alla struttura di un

ricetrasmettitore. Schema a blocchi di un ricetrasmettitore radar e introduzione alle problematiche

realizzative. Il ricevitore supereterodina e i suoi problemi, il rumore termico, la linearità, il campionamento

e la conversione analogico-digitale in media frequenza. Richiami di antenne e di propagazione nello

spazio libero e nell’atmosfera. La rivelazione su singolo impulso in presenza di rumore termico e le

tecniche di miglioramento della sensibilità del radar: l’integrazione coerente, non coerente e a finestra

mobile. Principi, prestazioni e schemi realizzativi. Il filtro adattato e i segnali principali usati nei moderni

radar a impulsi ad alta risoluzione: i codici bifase (Barker) e i segnali modulati di frequenza (chirp). Loro

spettri, autocorrelazione e risposta in frequenza Doppler. L’ambiente radar: clutter di terra, di mare e di

pioggia, chaff; modelli del clutter e di segnale (Swerling). Effetto della presenza del clutter sulla

rivelazione; subclutter visibility e tecniche di cancellazione: cancellatori singolo e doppio: l’improvement

factor e l’attenuazione del clutter. Le velocità cieche e lo stagger. Dispositivi CFAR per il controllo del falso

allarme e superclutter visibility: gli autogate e le soglie adattive (CA e GO); le relative perdite di

sensibilità. Sistemi MTD. Principi di funzionamento del radar secondario.

Materiale Didattico

Parte 1: Storia del radar

Parte 2: Le misure e l'equazione radar

Parte 3: La rivelazione radar

Parte 4-1: Integrazione radar

Parte 4-2: Integrazione radar

parte 5-1: Filtraggio adattato

Parte 5-2: Il segnale chirp

Parte 5-3: Codice di Barker

Parte 6-1: Il Clutter

Parte 6-2: La Cancellazione del clutter

Parte 6-3: Limiti della cancellazione

Parte 7: CFAR e soglie adattive

Parte 8-1: Precisione delle misure radar

Parte 8-2: Monopulse

Parte 9-1: Le antenne

Parte 9-2: Antenne a riflettore e propagazione

Parte 10: I trasmettitori

Parte 11: Il ricevitore

Parte 12: Campionamento e ADC

Parte 13: I radar di immagine

Docente: BUCCIARELLI TULLIO

Insegnamento: CONTROLLO DEL TRAFFICO AEREO

Obiettivi formativi:

Sono richiamati i principi della teoria dei segnali con particolare attenzione alla descrizione dei segnali nel dominio della frequenza (serie e trasformata di Fourier). Si richiamano i principi della modulazione e della demodulazione, delle antenne; sono introdotti i fondamenti e le strategie del Controllo del Traffico Aereo. Sono descritti i principi di funzionamento degli strumenti che sono utilizzati nei sistemi di posizionamento (radar primari, radar secondari, GPS), di navigazione (NDB, DME, VOR).

Risultati di apprendimento attesi:

Al termine lo studente ha acquisito la conoscenza del controllo del traffico aereo e la capacità valutare criticamente i parametri fondamentali degli strumenti e di calcolarne le prestazioni in termini di portate, bande e precisione delle possibili misure.

Testi di • ICAO:Annesso 10: Air Traffic Services. Disponibile in rete nel sito della ICAO-OACI

riferimento:

• Le dispense sugli argomenti del corso (autore T.Bucciarelli) sono disponibili sul sito web http://infocom.uniroma1.it/rrsn/wiki • Michael C Stevens: Secondary Surveillance Radar- Artech House , 1988, Boston &London• Giovanni Picardi: Elaborazione del Segnale Radar – Franco Angeli Libri S.r.L.

Programma dell'insegnamento:

Sono introdotti i principi dell’analisi dei segnali impiegati negli strumenti di controllo del traffico aereo nel dominio della frequenza (lo sviluppo in serie e la trasformata di Fourier), della modulazione e demodulazione di ampiezza, di fase e di frequenza. Sono descritti i principi elettromagnetici che sono alla base dello studio delle antenne e si descrivono i tipi di antenne impiegati negli strumenti di controllo e sono richiamati i principi della propagazione nello spazio libero e in atmosfera.E’presentato il quadro delle Organizzazioni Internazionali di Regolamentazione (ICAO), dei Servizi del Traffico Aereo (ATS) e degli strumenti di Comunicazione, Navigazione e Sorveglianza (CNS) impiegati. Per quanto riguarda la Navigazione, sono descritti i principali sensori per la navigazione strumentale (IFR): NDB (radiofari non direzionali), VOR (indicatori di direzione) e DME (misuratori di distanza). Per quanto riguarda la sorveglianza, è descritto il funzionamento dei radar primari per la ricerca e il controllo dello spazio aereo e si introducono i principi dei radar secondari secondari (IFF/SSR convenzionale, monopulse e Modo-S) . Si valuta la portata degli strumenti e si discutono le problematiche legate all’integrazione radar primario-secondario. Sono introdotte le principali limitazioni del funzionamento degli SSR con particolare attenzione ai frutti, ai problemi di garble e all'influenza delle riflessioni. Dopo aver valutare la precisione delle misure di distanza e di azimut, è introdotto il radar secondario monoimpulso e se ne valutano le prestazioni. E' infine descritto il Modo S, come strumento in grado di migliorare le prestazioni del radar secondario. Se ne descrivono le forme d'onda impiegate ele varie modalità di funzionamento (interrogazioni e risposte non selettive e selettive, capacità di comunicazione estesa). Si introducono le caratteristiche del sistema anticollisione ACAS (TCAS)II.

Obiettivi formativi (Inglese):

The Fourier series and the Fourier Transform are introduced to describe the signals used in the instruments adopted in Air Traffic Control in the frequency domain. Special attention is paid to the techniques of amplitude, phase and frequency modulation and demodulation. The most important parametres used to describe the antennas behaviour are introduced.The instrument adopted in Air Traffic Control for Navigation (Non Directional Beacons, VOR and DME) and Survellance (Primary and Secondary Radars) purposes are described in detail pointing out their performance. The ICAO organization is described.

Risultati di apprendimento attesi (Inglese):

At the end of the course the student has got a deep knowledge of Air Traffic Control problems and instruments and is able to compute their performance, with special attention to their maximum range, the bandwidth of the signals used and the accuracies of the possible measures (range and azimuth)

Programma dell'insegnamento (Inglese):

The Fourier series and the Fourier Transform are introduced to study the signals adopted in Air Traffic Control instruments in the frequency domain. Convolution and cross-correlation of two signals are also introduced to explain the behaviour of 

receivers. For this purpose the amplitude, phase and frequency modulation and demodulation techniques are explained. The main antennas (dipoles, arrays, aperture antennas) and the propagation in free-space and in atmosphere of e.m.waves are described.The ICAO organization is then described.The main Navigation instruments (Non Directional Beacons, VOR and DME) are studied with a detailed analysis of their performances. The primary pules radar and the secondary surveillanceradars are deeply analyzed and their most important problems are studies. It is introduced the radar equation to compute the maximum available range and, for SSR, the modes are described in terms of signal adopted and available performance. The problem of fruits is introduced and the defruiting circuits are described and their performance computed. The same for garble and reflection problems. To improve the angle accuracy tje Mono pulse SSR in described. At last S Mode is deeply analyzed both for the waveforms used and for the the possibilities of the system (All call and roll call interrogations and replies, Comm A, CommB end Extended Lenght Messages capabilities).The S Mode is considered also the equipment necessary for the implementation of the ACAS (TCAS)II system for collision avoidance purpose.

Url:http://www.ingaero.uniroma1.it/index.php?option=com_course&view=course&id=43&Itemid=601&lang=it