Indice
Introduzione
I
Capitolo 1
1
1.1 Funzionamento delle antenne
21.1.1 Antenna a cavo singolo 2
1.1.2 Antenna a due cavi 5
1.2 Irradiazione di un dipolo
61.3 Distribuzione di corrente in una sottile antenna filare
81.4 Tipologie di antenne
11 1.4.1 Antenne filari 11 1.4.2 Antenne ad apertura 11 1.4.3 Antenne a microstriscia 11 1.4.4 Array di antenne 11 1.4.5 Antenne a riflettore 11 1.4.6 Antenne a lente 111.5 Caratteristiche e parametri fondamentali delle antenne
121.5.1 Lobi del diagramma di radiazione 12
1.5.2 Regioni di campo 13
1.5.3 Densità di potenza della radiazione 15
1.5.4 Intensità di radiazione 17
1.5.5 Direttività 18
1.5.6 Guadagno 22
1.5.7 Efficienza 23
1.5.8 Half Power Beamwidth (HPBW) 24
1.5.9 Larghezza di banda 24
1.5.10 Polarizzazione 25
1.5.11 Polarization Loss Factor (PLF) 28
1.5.12 Impedenza d’ingresso 30
1.5.14 Radar Cross Section 36
1.6 Relazione tra massima direttività ed area effettiva massima
371.7 Equazione di trasmissione di Friis
391.8 Equazione del radar range
40Capitolo 2 42
2.1 Antenne a microstriscia
422.2 Tecniche di alimentazione
442.2.1 Alimentazione a microstriscia 45
2.2.2 Alimentazione a cavo coassiale 45
2.2.3 Accoppiamento tramite slot 46
2.2.4 Accoppiamento per prossimità 47
2.3 Metodi di analisi delle antenne patch
472.3.1 Modello delle linee di trasmissione 47
2.3.2 Modello delle cavità 47
2.3.3 Modello Full wave 48
2.4 Patch rettangolare
492.4.1 Analisi con il modello delle linee di trasmissione 49
2.4.1.1 Effetti di bordo 49
2.4.1.2 Lunghezza effettiva e frequenza di risonanza 52
2.4.1.3 Resistenza d’ingresso risonante 52
2.4.1.4 Flusso di progetto 54
2.4.2 Analisi con il modello delle cavità 54
2.4.2.1 Densità di correnti equivalenti 57
2.4.2.2 Slot radiativi 60
2.4.2.3 Slot non radiativi 61
2.4.2.4 Impedenza d’ingresso 61
2.4.2.5 Banda ed efficienza 62
Capitolo 3 64
3.1 Dipolo a microstriscia
643.2 Dipolo elettrico senza dielettrico di copertura
643.2.1 Distribuzione di corrente 66
3.2.2 Impedenza d’ingresso 68
3.2.3 Lobi di radiazione 69
3.2.4 Efficienza 71
3.2.5 Banda 72
3.3 Dipolo elettrico con dielettrico di copertura
743.3.1 Effetto dello strato superiore sull’efficienza e sulla resistenza di radiazione 74
3.3.2 Condizione di risonanza 76
3.3.3 Eliminazione delle onde di superficie 76
3.3.4 Effetti dello spessore dello strato di copertura sulla distribuzione di corrente e sull’impedenza d’ingresso 77
3.3.5 Effetti della permittività relativa sulla distribuzione di corrente e sull’impedenza d’ingresso 79
3.3.6 Ottenimento di una radiazione verso l’orizzonte 81
3.3.7 Interpretazione ottica dei raggi 84
3.3.8 Effetto dello strato di copertura sul guadagno dell’antenna 87
3.3.9 Formule asintotiche per il guadagno, il beamwidth e la banda 89 3.3.10 Trattazione per angoli multipli 94
3.3.11 Aumento del guadagno attraverso l’uso di multipli strati di copertura 95
Capitolo 4 98
4.1 Sistemi RFID:Generalità
984.2 Introduzione ai simulatori elettromagnetici utilizzati
1024.3 Caratteristiche funzionali di Ansoft Designer
TM 1024.4 Caratteristiche funzionali di Ansoft HFSS
TM104
Capitolo 5 108
5.1 Analisi di un dipolo a microstriscia utilizzando Ansoft HFSS
TMv 10
108 5.1.1 Variazione del guadagno, dell’impedenza d’ingresso, di S11 e del VSWR in funzione delle dimensioni geometriche dell’antenna. 1095.1.2 Variazione della frequenza di risonanza in funzione delle dimensioni geometriche dell’antenna. 118
5.1.3 Variazione del guadagno, dell’impedenza d’ingresso, di S11, del VSWR e della frequenza di risonanza in funzione dei materiali utilizzati. 120
5.1.4 Scelta dei materiali in base a considerazioni di tipo meccanico e termico 128
5.1.5 Adattabilità del progetto analizzato a differenti tipologie di chip e bande frequenziali di funzionamento. 128
5.2 Progettazione dell’antenna
1295.2.1 Flusso di progetto 131
Capitolo 6 137
6.1 Verifiche sperimentali
1376.1.1 Misura della Banda dell’antenna 137
6.1.2 Misura del range di funzionamento del tag 140
6.1.3 Misura dell’impedenza d’ingresso dell’antenna 142
6.1.4 Misura del guadagno dell’antenna 145
