www.iet.unipi.it
Andrea D’Alessandro Progettazione e ottimizzazione di antenne integrabili per ricezione del segnale DVB-T
- 108 -
Conclusione
In questo lavoro di tesi sono state progettate alcune tipologie di antenne per DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) integrabili in dispositivi funzionanti in ambiente indoor. Nel primo capitolo si è discusso il funzionamento, l’architettura e la modulazione OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) del sistema e sono state analizzate le condizioni di ricezione di tipo fisso, mobile, o indoor. Su quest’ultima condizione è stata incentrata la progettazione delle antenne. L’analisi dettagliata del processo di realizzazione di tipologie particolari di antenne stampate come quelle tunabili e a larga banda, entrambe previste senza un piano di massa sono discusse nel secondo capitolo.
Per quanto riguarda la prima tipologia, nella prima parte del capitolo è stata ottimizzata un’antenna a banda stretta tunabile attraverso l’utilizzo di un diodo varactor che ha la proprietà di variare la frequenza di risonanza dell’antenna attraverso una tensione di controllo. La compattezza dell’antenna è raggiunta mediante una soluzione a meandro dell’elemento radiante.
Nella seconda parte sono state ottimizzate due antenne (monopolo grating e mnopolo fork-like). La prima prevede un corpo radiante composto da linee a microstriscia che vanno a formare una griglia allo scopo di stabilizzare l’impedenza d’ingresso a 75Ω (valore d’impedenza comune per i cavi d’antenna televisivi), la seconda ha due rami stampati che vanno a formare una U. Entrambe le configurazioni prevedono al di sotto del substrato (FR4) un piano metallico fessurato che serve per adattare l’antenna. Le prove eseguite con questa antenna hanno prodotto buoni risultati ottenendo un andamento del Return Loss al di sotto dei limiti previsti dagli standard per il digitale terrestre.
Tuttavia tali antenne risentono di eventuali presenze di parti metalliche peggiorandone drasticamente le prestazioni.
Per tale ragione si è provveduto alla progettazione di un’antenna che è in grado di superare questo inconveniente. L’antenna è una PIFA (Planar Inverted-F Antenna) ed è concepita per funzionare con un piano di massa riflettente.
www.iet.unipi.it
Andrea D’Alessandro Progettazione e ottimizzazione di antenne integrabili per ricezione del segnale DVB-T
- 109 -
Questa tipologia di antenna è caratterizzata appunto da un piano riflettente, da un elemento radiante che sta al di sopra di esso e infine da un elemento di cortocircuito che serve per adattare l’impedenza dell’antenna al valore voluto. L’analisi dettagliata della progettazione è discussa nella prima parte del terzo capitolo in cui si è ottenuto tramite simulazioni un’antenna PIFA a larga banda (59%, in termini di banda percentuale) con prestazioni soddisfacenti. In particolare si è ottenuto un Return Loss al di sotto del valore richiesto dall’applicazione (<-6dB) e un guadagno più elevato rispetto a quello minimo tale da ricevere il segnale DVB-T stabilito dall’Autorità per le Garanzie nelle COMunicazioni (AGCOM).
Infine nella seconda parte del terzo capitolo è descritta la realizzazione di un prototipo di tale antenna: tra le tre tipologie di antenna illustrate è stata scelta l’antenna PIFA. Il motivo sta nel fatto che l’interno del monitor in cui l’antenna è stata inserita cui si ha molte parti metalliche.
Si sono effettuate due test di misura del parametro di Return Loss ottenuta tramite l’utilizzo di un analizzatore di rete (VNA, Vector Network Analyzer): la prima con l’antenna fuori dallo schermo e la seconda con l’antenna completamente inserita e integrata nell’apparato. Queste misure sono state confrontate con i risultati ottenuti tramite simulazione dando un esito positivo. Infine è stato testato il funzionamento reale del dispositivo valutando dopo aver attivato la scansione la quantità di canali televisivi e la qualità del flusso video del segnale ricevuto. Il testaggio è consistito in due prove all’aperto: una in cui l’antenna veniva posizionata all’esterno dello schermo, l’altra con l’antenna completamente integrata. I risultati sono stati ottimi: sono stati sintonizzati, dopo la scansione, ben 87 canali anche quando l’antenna era posta completamente all’interno del dispositivo, riscontrando un ottimo grado di fluidità del video.
