Introduzione
Il Metodo dei Momenti (MoM) è una delle procedure di calcolo più comunemente utilizzate per la determinazione delle correnti superficiali che si generano su un soggetto investito da un campo elettromagnetico; dalla conoscenza delle correnti superficiali è possibile risalire al valore dei campi re-irradiati. Le varie applicazioni di tale metodo differiscono tra loro essenzialmente per il particolare tipo di discretizzazione effettuata sulla superficie del diffusore, e per il tipo di funzioni base utilizzate per descrivere le densità di corrente superficiale indotte.
La modellizzazione matematica del diffusore è solitamente realizzata suddividendo la superficie dello stesso in piastre piane (patch) , sotto la condizione che le dimensioni lineari dei patch siano almeno un ordine di grandezza inferiori alla minima lunghezza d’onda.
Supponiamo ora di voler analizzare un’antenna in trasmissione: in questo caso non vi è presenza di un campo incidente ma di una sorgente che alimenta l’antenna. Nasce dunque la necessità di trovare un modello per la sorgente stessa, da inserire all’interno della formulazione del MoM.
Tra i modelli presenti in letteratura, due tra i più usati sono il “magnetic frill generator” ed il “delta gap” (fig. 1: (a) magnetic frill; (b) delta gap.). Il primo deriva dalla modellizzazione di un’alimentazione in cavo coassiale, tramite il teorema delle immagini ed il principio di equivalenza;
il secondo ha invece origine dalla modellizzazione del campo elettrico indotto dal generatore di sorgente nel gap di un’antenna dipolare.
fig. 1: (a) magnetic frill; (b) delta gap.
Volendo confrontare i due modelli si può affermare che il “delta gap” ha avuto un’ampia diffusione grazie alla maggior semplicità di implementazione rispetto al “magnetic frill”.
(a) (b)
Quest’ultimo d’altra parte consente una rappresentazione più realistica e precisa della sorgente in cavo coassiale.
Questo documento ha lo scopo di focalizzare l’attenzione sul modello “magnetic frill” per la modellizzazione di alimentazioni in cavo coassiale tipicamente usate per antenne a patch (planari) di svariata natura e anche per antenne filari quali dipolo e monopoli.
Oggetto del lavoro di tesi sono state:
• Selezione, attraverso lo studio della letteratura esistente, di un modello “magnetic frill” computazionalmente efficiente.
• Implementazione software del nuovo modello.
• Validazione del modello al fine di poterlo inserire nel tool di progettazione ADF (Antenna Design Framework), al fianco del “delta gap” già implementato.
• Progettazione di un’antenna per comunicazioni satellitari da mezzi mobili, attraverso l’impiego del modello implementato.
Struttura della Tesi
La tesi di laurea presentata in questo documento è stata svolta durante uno stage aziendale presso I.D.S. Ingegneria dei Sistemi S.p.A.; essa è strutturata come segue.
Dopo una introduzione al Metodo dei Momenti , nel Capitolo 2, è descritta in modo generale la sorgente di tipo “magnetic frill”, presentando anche un sunto della letteratura esistente a riguardo, e sono riportate le considerazioni relative alla scelta del modello magnetic frill da implementare.
Nei Capitoli 3 e 4 si mostrano rispettivamente l’implementazione software del modello e la sua validazione.
Nel Capitolo 5 si impiega il modello nella progettazione di un’antenna per comunicazioni satellitari da mezzi mobili con fascio sagomato per un utilizzo ottimale nella regione europea
Seguono ai capitoli 6e 7 rispettivamente le conclusioni, con la descrizione dei risultati ottenuti, e gli sviluppi futuri del presente lavoro di tesi.
