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Tesi etd-04102015-111700


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
RIZZO, ALESSIO RAFFAELE
URN
etd-04102015-111700
Title
Progettazione di antenne intelligenti per GPS immuni alle interferenze elettromagnetiche intenzionali
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Supervisors
correlatore Ing. Genovesi, Simone
relatore Prof. Monorchio, Agostino
Parole chiave
  • anti-jamming
  • GPS
Data inizio appello
30/04/2015;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
30/04/2018
Riassunto analitico
In questo lavoro di tesi è stato progettato e realizzato un prototipo di un’antenna GPS per applicazioni anti-jamming. Le motivazioni che hanno spinto all’approfondimento di questa tematica sono da ricercarsi nella estrema vulnerabilità, nota da tempo, del sistema GPS che risulta essere particolarmente suscettibile alle interferenze elettromagnetiche più o meno intenzionali.
In questa tesi è stato realizzato un prototipo di CRPA a sette elementi con tecnologia PCB operante in banda L1 (1575 MHz). Esso è idoneo ad assolvere alle funzionalità anti-jamming per il quale è stato progettato, garantendo il posizionamento simultaneo di tre nulli indipendenti nel pattern, con una profondità minima di 20 dB inferiore al valore del guadagno massimo d’antenna, nella direzione di puntamento del lobo principale. Nello specifico è stato approfondito lo studio della forma dell’elemento radiante e si è giunti alla progettazione di un’innovativa configurazione del patch, in grado di ricevere segnali GPS in banda L1 e in polarizzazione circolare RHCP, con un buon rapporto assiale nella regione di copertura.
Il progetto è stato sviluppato attraverso il software Ansoft HFSS e successivamente è stata condotta una parziale campagna di misura sul prototipo realizzato, che ha convalidato i risultati ottenuti in fase di simulazione. Sono inoltre suggeriti alcuni sviluppi futuri del progetto, che riguardano principalmente la possibilità di rendere l’antenna operativa sulla doppia banda L1/L2 e l’incremento della risoluzione sul piano dell’elevazione, ottenibile attraverso strutture non planari dell’array.

The Global Position System (GPS) is a satellite-based navigation system employed worldwide for several civil and military uses. One of the most unwanted inconveniences is the susceptibility to electromagnetic interferences, which could be unintentional or intentional.
The thesis’s aim was to design and built a prototype of GPS antenna for anti-jamming applications. A seven elements Controlled Reception Pattern Antenna (CRPA) with PCB technology, operating in the L1 band (1575 MHz) was realized to achieve the scope. The project was developed through the Ansoft HFSS software with subsequent confirm of the simulations’ results on the realized antenna.
The prototype CRPA designed performs anti-jamming capabilities, ensuring the simultaneous positioning of three independent nulls in the pattern. The minimum depth value was 20 dB lower than the maximum one obtained by the antenna in main lobe pointing direction. The prototype’s innovative patch configuration is capable of receiving GPS signals in the L1 band and circular polarization RHCP, with a satisfying axial ratio in the coverage region. The array’s geometry, the mutual coupling effect and the number of elements were investigated for the achievement of an efficient anti-jamming capability, verified through the phase-only technique.
Considering the importance of the realization of a smart GPS-immune antenna, this study represents an optimistic starting point for further researches in order to make the antenna operating on dual band L1/L2 and to increase its elevation resolution, through non-planar array structures.
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