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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09082023-151604


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GIUSTI, EDOARDO
URN
etd-09082023-151604
Titolo
Studio e ottimizzazione delle cavità Fabry Perot
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Prof. Monorchio, Agostino
correlatore Ing. Brizi, Danilo
correlatore Ing. Scarselli, Chiara
Parole chiave
  • antenna
  • cavità
  • cavity
  • Fabry Perot
  • metasuperficie
  • metasurface
  • microstrip
  • microstriscia
  • optimization
  • ottimizzazione
Data inizio appello
28/09/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
28/09/2026
Riassunto
Le antenne Fabry-Perot sono strutture che in modo passivo possono garantire prestazioni che si potrebbero ottenere solo con array attivi. Il vantaggio di queste antenne però è contrastato dalla complessità di progettazione e dalla loro banda stretta. Queste antenne si basano sul principio di ottenere una distribuzione di campo sulla faccia superiore della cavità il più uniforme possibile, attraverso il rimbalzo coerente del campo elettrico all’interno della stessa. Queste cavità possono essere divise in tre componenti principali: la Partially Reflective Surface (PRS), il risuonatore e il substrato inferiore interno alla struttura. La PRS è composta da un materiale dielettrico e una Frequency Selective Surface (FSS) ed ha lo scopo di far uscire piccole quantità di campo dalla cavità e di far rimbalzare il restante all’interno della stessa, verso il substrato inferiore. Se viene scelta un’altezza opportuna il campo elettrico che esce dalla cavità è perfettamente in fase in ogni punto della stessa, andando a generare un diagramma di radiazione altamente direttivo. Nel primo capitolo è definito il modello teorico alla base delle antenne Fabry Perot, verificato attraverso l’utilizzo di MATLAB. Nel secondo capitolo è invece analizzato il modello numerico della cavità attraverso l’utilizzo di CST. Nel terzo capitolo è progettata e scelta la corretta posizione dell’alimentazione, e sono mostrati i vantaggi e svantaggi delle varie posizioni della stessa. Nel quarto capitolo è mostrato come l’antenna presenti dei problemi di adattamento, risolti attraverso l’introduzione di una rete di adattamento specifica per il caso in esame. Nel quinto capitolo sono mostrate altre sue configurazioni a più alto valore del coefficiente di riflessione della PRS, definendo vantaggi e svantaggi rispetto alla configurazione iniziale. Il sesto capitolo verte sulle tecniche di riduzione dimensionale della cavità, sono mostrate tre tecniche, specificando in ognuna delle quali i vantaggi e gli svantaggi che presentano. Infine, per concludere è presente un’analisi finale dei risultati trovati definendo possibili soluzioni future atte a risolvere problemi riscontrati durante la trattazione.


Fabry-Perot antennas are structures that passively can guarantee performance that could only be achieved with active arrays. The advantage of these antennas, however, is contrasted by the complexity of the design and their narrow band. These antennas are based on the principle of obtaining a field distribution on the upper face of the cavity as uniform as possible, through the consistent rebound of the electric field within it. These cavities can be divided into three main components: the Partially Reflective Surface (PRS), the resonator and the lower substrate inside the structure. The PRS is composed of a dielectric material and a Frequency Selective Surface (FSS) and is intended to bring out small amounts of field from the cavity and to bounce the remaining inside it, towards the lower substrate. If a suitable height is chosen, the electric field that exits the cavity is perfectly in phase at every point of the same, generating a highly directional radiation diagram. In the first chapter is defined the theoretical model behind the antennas Fabry Perot, verified through the use of MATLAB. In the second chapter, the numerical model of the cavity is analyzed through the use of CST. In the third chapter is designed and chosen the correct position of the power supply, and the advantages and disadvantages of the various positions of the same are shown. In the fourth chapter it is shown how the antenna presents problems of adaptation, solved through the introduction of a network of adaptation specific to the case under consideration. In the fifth chapter are shown other configurations with higher value of the reflection coefficient of the PRS, defining advantages and disadvantages compared to the initial configuration. The sixth chapter focuses on the techniques of dimensional reduction of the cavity, three techniques are shown, specifying in each of them the advantages and disadvantages they have. Finally, to conclude, there is a final analysis of the results found defining possible future solutions to solve problems found during the treatment.
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