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Antenna

• Dispositivo per irradiare o ricevere onde elettromagnetiche

• Sorgente di terrore nelle popolazioni

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Dipolo elettricol<< λ

IN CAMPO LONTANO

Er = 0

EΘ =(η I dl /4π )sin Θ (jβ/r ) e-iβr

EΦ = 0

Hr = H θ =0

HΦ = jβ I dl sinθ/(4πr) e-iβr

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1)Massima radiazione per Θ = π/2 e radiazione nulla per Θ = 0

2) Radiazione simmetrica nel piano perpendicolare al dipolo

3) Uniche componenti di campo EΘ e Hφ

( in un piano perpendicolare a r )

4) EΘ /Hφ=120π

5)P diretto lungo r( e inversamente proporzionale a r2)

)

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Confine del campo lontano:

Per un'antenna corta

dt = λ/2π ≈ λ/6

per un'antenna di dimensione

massima D si dimostra che

dt= 2 D2/λ

esempio :per un'antenna per stazione radiobase

di telefonia mobile D = 1 m

λ = 30 cm.

2 D2/λ = 7 metri

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L’irradiazione uniforme (o quasi) è possibile, ma spesso non

desiderata.

Nella pratica le antenne sono molto spesso direttive, cioè

irradiano preferibilmente in certe direzioni o su determinati

piani.

Una descrizione sintetica del modo di irradiare di un’antenna

è data dal“diagramma di radiazione”, o dalla sua funzione di

direttività D(θ, ) che dà il rapporto tra la densità di potenza ϕ

irradiata nella direzione (θ, ) e quella irradiata in direzione di ϕ

massima radiazione.

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ANTENNA ISOTROPICA :Ha diagramma di radiazione sferico.

A distanza r il vettore di Poynting vale :

pis

= Pt/4πr2

se Pte' la potenza trasmessa

DIRETTIVITA'

D(θ ,φ) = p(θ,φ)/ pis

p(θ,φ) = densita' di potenza nella direzione(θ,φ)

pis = densita' di potenza di un'antenna isotropica

a pari potenza totale irradiata

Normalmente per direttivita' di un'antenna si intende

Dmax

= g(θmax

,φmax

)

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Diagramma di radiazione

Funzione matematica o rappresentazione delcampo elettrico in zona di campo lontano in funzione delle direzioni θ , φ

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Diagramma di irradiazione di un dipolo hertziano in 3D

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Definizione dei piani E ed H

Diagrammi di radiazione del dipolo nel piano E

Diagrammi di radiazione del dipolo nel piano H

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Esempio: stazione radio base

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Guadagno

lossr

r

WW

WDG

+=

• D = direttivita'• Wr = potenza irradiata

• Wloss =perdita di potenza per effetto Joule

G ≈ D

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Guadagno in dB = 10 Log10

G

G =1 corrisponde a = 0dB ( ant. isotropica)

G = 10 corrisponde a 10 dB

G=100 20 dB

G= 106 60 dB

La densita' di potenza p irradiata vale

p = D( θ,Φ) PT/ (4πd2 )

ma p = E2/ɳ

( E in valore efficace = Emax

/ √2)

quindi

| E| = ( 120 π p)1/2 = = ( 30 D PT)1/2 /d

Esempio PT =10 W ( radiatore isotropo )

a distanza 10metri

p = 0,008 W/m2

E = 1,73 V/m

Trasmettitore per telefonia mobile :

4 trasmettitori con potenza singola di Pt = 30 W

G = 17 dB

BAN : Body Area network

SISTEMI BAN PER CONTROLLO A DISTANZA DI

PERSONE CON PROBLEMI DISALUTE

TECNOLOGIE ASSISTIVE ( TA )

strumenti per l'autonomia e l'indipendenza di persone anziane e disabili- ausili specifici per disabilita'/patologie specifiche

-(tele)medicina

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INTEGRAZIONE TRA RETI RADIO E TECNOLOGIEASSISTIVE delocalizzazione funzionitelecomandisensori personali/ mobiliidentificazione e localizzazione

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● Applicazioni mediche● Dati vitali del paziente● Sensori wireless● Collegamento con un monitor

Rete BAN + Rete wireless + sensori di funzioni fisiologiche = servizio di salute mobile

La rete BAN e' particolarizzata non solo ad una classe di pazienti ma anche al singolo ed e' variabile nel tempo.Deve essere quindi aperta, flessibile ed espandibile

La BAN per pazienti diabetici contiene sensori per il

controllo del glucosio nel sangue e attuatori quali la

pompa dell'insulina, ecc.

Una BAN per paziente cardiopatico contiene sensori

per il controllo del battito e della pressione cardiaca

,registrazione dell' elettrocardiogramma ecc.

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ASSISTENZA DOMICILIARE

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IN CASO DI INCIDENTE