università di napoli federico ii dipartimento di ingegneria elettrica sas project electromagnetic...
TRANSCRIPT
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
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 2/27
What is radio-transparency?
Ideal condition
ground station
correct signal
correct direction
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 ?
?
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
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 5/27
Characteristics of the Source
VOR navigation systemAlford antenna
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
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 7/27
A finite-element numerical model
Finite-element numerical model with Comsol
CounterpoiseSource
Ground
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A finite-element numerical model
Mesh Solution without obstacles
Dark lines: radiated power
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Numerical results
Basement height: 2.5 mBasement height: 0.5 m
Dark lines: radiated powerDark lines: radiated power
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Numerical results: radiated power
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 11/27
Anechoic chamber
receiving antenna
transmitting antenna
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
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 13/27
Anechoic chamber: the antennas
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 14/27
Measurements setup
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 15/27
Measurements setup
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 16/27
Measurements setup
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Rec
eive
d po
wer
[dB
m]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Rec
eive
d po
wer
[dB
m]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Abs
orbe
d po
wer
[dB
m]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Abs
orbe
d po
wer
[dB
m]
Measure results: vertical polarization
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]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Rec
eive
d po
wer
[dB
m]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Frequency [MHz]
Rec
eive
d po
wer
[dB
m]
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
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Measure results: horizontal polarization
Frequency [MHz]
Abs
orbe
d po
wer
[dB
m]
Università di Napoli Federico II - Dipartimento di Ingegneria Elettrica 25/27
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
100 150 200 250 300 350 400
0°
10°
20°
30°
40°
50°
Measure results: horizontal polarization
Frequency [MHz]
Abs
orbe
d po
wer
[dB
m]
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]
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