Effetti dell’accoppiamento multiplo in antenne a schiera intelligenti per la determinazione della direzione di arrivo di onde elettromagnetiche

Edoardo Giona Tesi di Laurea _________________________________________________________________________ Facoltà di Ingegneria 6 INTRODUZIONE Questa tesi ha per oggetto i sistemi di antenne, cosiddetti “intelligenti”, che sono impiegati per la determinazione della direzione di arrivo di onde elettromagnetiche [1]-[6]. In questi ultimi anni, le antenne “intelligenti” hanno rappresentato uno degli aspetti più importanti delle applicazioni dell’elettromagnetismo, non solo alle telecomunicazioni, ma anche ad altri importanti settori quali la sicurezza, la guida automatica di veicoli, la localizzazione ed il “tracking” di sorgente. In tale contesto, questa tesi si concentra sulla determinazione della direzione di arrivo di onde elettromagnetiche, nel caso in cui si considerino, in fase di ricezione, schiere lineari uniformi di dipoli di lunghezza finita. In particolare, nel presente lavoro viene trattato il problema della stima in presenza di mutuo accoppiamento fra gli elementi che compongono la schiera.. L’aspetto su cui si vuole porre particolare enfasi è il fatto che trascurare il mutuo accoppiamento tra gli elementi (come talvolta verificatosi in approcci preliminarmente sviluppati nella letteratura scientifica [6]) porta ad un errore significativo nel caso in cui la stima sia effettuata mediante metodiche che richiedano una fase di addestramento nella quale il mutuo accoppiamento non sia tenuto in adeguata considerazione. La tesi è strutturata come segue: nel Capitolo 1 vengono considerate le caratteristiche del singolo dipolo di lunghezza finita, quando questo venga utilizzato come antenna in ricezione: in particolare, si pone attenzione all’impedenza di ingresso e al comportamento in presenza di un’onda piana incidente. Nel Capitolo 2 si considerano gli aspetti elettromagnetici legati alle schiere lineari uniformi di dipoli di lunghezza finita: l’attenzione si focalizza sul comportamento della schiera, usata per ricevere onde elettromagnetiche piane. In particolare, si studiano gli effetti del mutuo accoppiamento sulle caratteristiche di ricezione dell’antenna. Per fare ciò, è necessario uno studio elettromagnetico rigoroso della schiera nel suo complesso, al fine di arrivare al calcolo, delle matrici di mutua impedenza e di mutuo accoppiamento. Nel Capitolo 3 vengono presentati i risultati delle simulazioni effettuate al calcolatore per quanto riguarda la matrice di mutuo accoppiamento. In particolare, viene studiato il comportamento dei coefficienti di tale matrice al variare della lunghezza, della distanza reciproca e del numero dei dipoli che costituiscono l’antenna a schiera.