Analisi di antenne radianti tramite il Metodo dei Momenti nel dominio della frequenza basato sulle funzioni RWG. I U P F

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CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI

Tesi di Laurea

Analisi di antenne radianti tramite il Metodo dei Momenti

nel dominio della frequenza basato sulle funzioni RWG.

Relatori:

Prof. Agostino Monorchio Prof. Giuliano Manara

Candidato: Alessio Brizzi

PREFAZIONE

In questo lavoro di tesi viene presentata una procedura numerica per l’analisi di antenne in trasmissione, basata sul Metodo dei Momenti (MoM).

Nella prima parte viene ricavata, tramite il MoM, una soluzione per l’equazione integrale del campo elettrico (EFIE – Electric Field Integral

Equation); essa fa uso dell’insieme di funzioni introdotto da

Rao-Wilton-Glisson (RWG), sia come funzioni base, sia come funzioni peso (metodo di Galerkin).

In seguito, sono presentate due modellizzazioni della sorgente: il “frill

generator” ed il “delta gap model”; di quest’ultimo viene mostrato in

dettaglio come possa essere integrato all’interno della formulazione del MoM utilizzata. Viene esposto poi il calcolo del campo irradiato in zona lontana e dell’impedenza d’ingresso, una volta noti i coefficienti della densità superficiale di corrente indotta.

Infine, vengono presentati alcuni risultati numerici, allo scopo di validare l’accuratezza del metodo. I dati ottenuti sono relativi ad alcuni tipi di antenne comunemente utilizzate, ed il confronto è stato realizzato in termini di impedenza d’ingresso, diagrammi di irradiazione e distribuzioni di carica e di corrente.

ABSTRACT

In this work, a numerical procedure is presented for the analysis of transmitting antennas, based on the Method of Moments (MoM).

In the first part, a MoM solution for the Electric Field Integral Equation (EFIE) is derived; it makes use of a set of expansion functions introduced by Rao - Wilton - Glisson (RWG) that are used both as basis and weighting functions (Galerkin method).

Two different source models are presented next: the “frill generator” and the “delta gap model”; in particular, the latter is employed in the MoM solving matrix equation to compute the unknown current density at the antenna surface. Therefore, from the induced current density, the radiated electric field and the input impedance of the antenna are evaluated.

Finally, some numerical results are presented in order to check the accuracy of the method. They are relevant to different kind of commonly used antennas and a comparison is made in terms of input impedance, radiation patterns, charge and current distributions.

Vorrei ringraziare il Prof. Agostino Monorchio ed il Prof. Giuliano Manara per avermi dato la possibilità di svolgere questo lavoro di tesi, e per la disponibilità

e l’umanità sempre dimostrate.

Desidero ringraziare tutti i ragazzi del laboratorio di Microonde, in special modo per l’appoggio datomi negli ultimi, concitati momenti di questa esperienza. In

particolare, vorrei ringraziare l’ Ing. Serena Rosace, per tutto l’aiuto che mi ha dato nella realizzazione di

questo saggio.

Vorrei infine ringraziare tutta la mia famiglia, per avermi regalato la possibilità di raggiungere questo obiettivo, e tutti gli amici che hanno condiviso con me