roma, 26/11/2007

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Università di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria Elettrica SAS Project Electromagnetic analysis of protection systems for airport structures Ing. Dario Assante Contributors : Andrea G. Chiariello Giovanni Miano Guglielmo Rubinacci Luigi Verolino Roma, Roma, 26/11/2007 26/11/2007

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Roma, 26/11/2007. Electromagnetic analysis of protection systems for airport structures Ing. Dario Assante Contributors : Andrea G. Chiariello Giovanni Miano Guglielmo Rubinacci Luigi Verolino. correct signal. ground station. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico IIDipartimento di Ingegneria Elettrica

SAS Project

Electromagnetic analysis of protection systems for airport structures

Ing. Dario Assante Contributors : Andrea G. Chiariello

Giovanni Miano Guglielmo Rubinacci

Luigi Verolino

Roma, 26/11/2007Roma, 26/11/2007

Page 2: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 2/27

What is radio-transparency?

Ideal condition

ground station

correct signal

correct direction

Page 3: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 3/27

noisy signal

What is radio-transparency?

ground station

correct signal

…but some obstacles could interfere

wrong direction ?

?

Page 4: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 4/27

Rules for the surrounding area

Different objects have to respect some distances not to interfere with the VOR signal

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Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 5/27

Characteristics of the Source

VOR navigation systemAlford antenna

Page 6: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 6/27

Electromagnetic analysis

• Not possible to verify the radio-transparency of the barrier in real site• Not possible to reproduce the real radiation pattern of a VOR• Criteria to establish the distance between an object and the VOR are unknown

The behavior of the barrier is tested in a controlled place

The behavior of the barrier is numerically simulated

Page 7: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 7/27

A finite-element numerical model

Finite-element numerical model with Comsol

CounterpoiseSource

Ground

Page 8: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 8/27

A finite-element numerical model

Mesh Solution without obstacles

Dark lines: radiated power

Page 9: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 9/27

Numerical results

Basement height: 2.5 mBasement height: 0.5 m

Dark lines: radiated powerDark lines: radiated power

Page 10: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 10/27

Numerical results: radiated power

Page 11: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 11/27

Anechoic chamber

receiving antenna

transmitting antenna

Page 12: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 12/27

Anechoic chamber

Semi-anechoic chamber of the University of Naples Federico II

Length: 9.048 mWidth: 5.848 mHeight: 5.858 mFrequency: 26 Mhz - 18 Ghz

Can be turned into an anechoic chamber using mobile cones and ferrites

Page 13: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 13/27

Anechoic chamber: the antennas

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Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 14/27

Measurements setup

Page 15: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 15/27

Measurements setup

Page 16: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 16/27

Measurements setup

Page 17: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 17/27

Measure results: vertical polarization

-5

0

5

10

15

20

25

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

vuoto

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Rec

eive

d po

wer

[dB

m]

Page 18: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 18/27

Measure results: vertical polarization

0

5

10

15

20

25

100 150 200 250 300 350 400

vuoto

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Rec

eive

d po

wer

[dB

m]

Page 19: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 19/27

Measure results: vertical polarization

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Abs

orbe

d po

wer

[dB

m]

Page 20: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 20/27

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

100 150 200 250 300 350 400

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Abs

orbe

d po

wer

[dB

m]

Measure results: vertical polarization

Page 21: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 21/27

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50

100 Mhz

150 Mhz

200 Mhz

250 Mhz

300 Mhz

350 Mhz

400 Mhz

Measure results: vertical polarizationA

bsor

bed

pow

er [

dBm

]

Angular position [Deg]

Page 22: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 22/27

Measure results: horizontal polarization

-5

0

5

10

15

20

25

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

vuoto

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Rec

eive

d po

wer

[dB

m]

Page 23: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 23/27

Measure results: horizontal polarization

10

12

14

16

18

20

22

24

26

100 150 200 250 300 350 400

vuoto

10°

20°

30°

40°

50°

Frequency [MHz]

Rec

eive

d po

wer

[dB

m]

Page 24: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 24/27

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

10°

20°

30°

40°

50°

Measure results: horizontal polarization

Frequency [MHz]

Abs

orbe

d po

wer

[dB

m]

Page 25: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 25/27

-8

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-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

100 150 200 250 300 350 400

10°

20°

30°

40°

50°

Measure results: horizontal polarization

Frequency [MHz]

Abs

orbe

d po

wer

[dB

m]

Page 26: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 26/27

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50

100 Mhz

150 Mhz

200 Mhz

250 Mhz

300 Mhz

350 Mhz

400 Mhz

Measure results: horizontal polarizationA

bsor

bed

pow

er [

dBm

]

Angular position [Deg]

Page 27: Roma, 26/11/2007

Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 27/27

No appreciable effects has been measured in a wide range of frequencies

The barriers have to be tested in a real situation, but it’s reasonable to presume that no interference will be found

Anyway we suggest to place the basement of the barriers under the counterpoise of the VOR

Conclusions