CdSINGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Codice1044I
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
L'insegnamento ha lo scopo di fornire conoscenze avanzate relative alle problematiche di integrazione e dislocamento di sistemi complessi di telecomunicazione anche multifunzione in ambiente operativo, con particolare riferimento ai parametri di progetto elettromagnetico e ai fattori fisici che determinano la qualità dei segnali elettromagnetici e le performance finali dei sottosistemi.
The course aims to provide advanced knowledge relating to the problems of integration and deployment of complex, multifunctional, telecommunication systems, in their operating environment, with particular reference to the electromagnetic design parameters and to the physical factors affecting the quality of electromagnetic signals and performance of the subsystems.
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. Moreover, during the oral exam, the student must demonstrate the ability to approach some e.m. integration problems, and organise an effective exposition of the results.
Methods:
- Final oral exam
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in discussions
- Laboratory work
- Practical
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
- laboratory
- Parametri di progetto elettromagnetico: fattori che determinano l'intensità e la qualità dei segnali elettromagnetici e le performance dei sistemi. Derivazione del Path Loss - Delay Spread – Angle of Arrival. Scattering da superfici rugose e bersagli estesi - Multipath e clutter – Scattering volumetrico - Concetti di polarimetria: la sfera di Poincarè.
- Effetti dovuti alla propagazione in ambienti complessi: tecniche ad alta frequenza per la descrizione della propagazione elettromagnetica. Ottica Geometrica (Geometrical Optics, GO) e Teoria Geometrica della Diffrazione (Geometrical Theory of Diffraction, GTD). Uniform Geometrical Theory of Diffraction (UTD). Tecniche a raggi per lo studio della propagazione elettromagnetica in ambienti complessi. Tracciamento dei raggi.
- Risposta elettromagnetica di bersagli e oggetti: RCS di bersagli canonici -RCS di bersagli complessi: metodi di calcolo (Ottica Fisica – PO e la sua estensione alla diffrazione - PTD) -RCS di antenne - Individuazione degli hot spotdi un bersaglio. Tecnologie Stealth per la riduzione della RCS. Teoria degli assorbitori radar. Materiali e metamateriali assorbenti.
- Integrazione e deployment di sottosistemi: Disegno tecnico di un sistema complesso: la proposta tecnica. Cenni all’analisi del rischio (Risk analysis): la matrice dei rischi. Matrice dei rischi elettromagnetici. Il modello di valutazione sistemistica a 4 livelli basato su i. ampiezza del segnale radiato, ii. analisi spettrale, iii stima del livello dei campi in ambiente operativo, iv. stima delle prestazioni. Risk lowering: metodi di intervento per la mitigazione dei rischi.
- Applicazione ai moderni sistemi di telecomunicazione: Sistemi di intercettazione e di direction finding. Contromisure elettroniche: chaff attive e decoy passivi, tecniche di jamming. Wireless sensing: autonomous vehicles. Microwave imaging. Integrazione elettromagnetica dei sistemi radar e multifunzione in piattaforme complesse.
- Laboratorio con esempi di progettazione elettromagnetica: link budget per sistemi di comunicazione, dimensionamento di bersagli per sistemi radar, effetto dell'ambiente e della struttura sui sistemi basati sulla propagazione dei segnali elettromagnetici. Valutazione della deformazione del diagramma di irradiazione dei sensori.
1. Electromagnetic design parameters: factors affecting the intensity and quality of electromagnetic signals and the performance of the systems. Path Loss derivation - Delay Spread - Angle of Arrival. Scattering from rough surfaces and extended targets - Multipath and clutter - Volumetric scattering - Polarimetry: the Poincarè sphere.
2. E.M. propagation in complex environments: high frequency techniques for the description of electromagnetic propagation. Geometrical Optics (GO) and Geometrical Theory of Diffraction (GTD). Uniform Geometrical Theory of Diffraction (UTD). Ray techniques for the study of electromagnetic propagation in complex environments. Ray tracing.
3. Electromagnetic response of targets and objects: RCS of canonical targets -RCS of complex targets: calculation methods (Physical Optics - PO and its extension to diffraction - PTD) -RCS of antennas - Identification of the hot spots of a target. Stealth technologies for the reduction of RCS. Radar absorber theory. Absorbing materials and metamaterials.
4. Integration and deployment of subsystems: Technical design of a complex system: the technical proposal. Notes on risk analysis: the risk matrix. Electromagnetic risk matrix. The 4-level system evaluation model based on i. amplitude of the radiated signal, ii. spectral analysis, iii field level estimation in the operational environment, iv. performance estimation. Risk lowering: intervention methods for risk mitigation.
5. Application to modern telecommunication systems: Interception and direction finding systems. Electronic countermeasures: active chaff and passive decoy, jamming techniques. Wireless sensing: autonomous vehicles. Microwave imaging. Electromagnetic integration of radar and multifunction systems in complex platforms.
6. Laboratory with examples of electromagnetic design: link budget for communication systems, sizing of targets for radar systems, effect of the environment and of the structure on systems based on the propagation of electromagnetic signals. Evaluation of the deformation of the sensor radiation pattern.
• Notes available in .pdf format, provided by teacher