Docente
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FERRARA VINCENZO
(programma)
AVVISO! Dopo i test eseguiti in questa settimana (9-14 marzo 2020), di cui due, svolti il 10 e 14 marzo 2020, che usavano rispettivamente Meet Google e Teams Microsoft e che ha visto la partecipazione degli studenti, da Martedì 17 marzo l’attività didattica proseguirà sostituendo la lezione frontale con una in modalità a distanza in tempo reale. Le lezioni in diretta si svolgeranno negli orari ufficiali del corso: Martedì ore 12:00-14:00 Giovedì ore 8:00-11:00 utilizzando l’app Teams Microsoft e consisteranno in: a) Presentazione Power Point della lezione; b)Utilizzo di una lavagna elettronica per aumentare l’interattività; c) Chat per scambio di domande e risposte durante la lezione; d)Utilizzo di programmi di simulazione di circuiti elettronici CAD PSpice ed eventualmente di simulazione di strumentazione da banco. La lezione, dopo il consenso di tutti gli studenti, potrebbe essere registrata e messa a disposizione insieme alla documentazione standard. Il sito Moodle e-Learning rimane, come nei precedenti anni, l’area documentale del corso. Chi non avesse ancora la chiave di accesso al corso “Radiotecnica Terrestre e Satellitare 2019-20” su Moodle, può scrivermi una e-mail. Si invitano pertanto gli studenti a: 1) attivare sui propri computer Team Microsoft 2) attivarsi quali Membri (studenti) del Team “Radiotecnica Terrestre e satellitare 2020” utilizzando il codice condiviso (fornito in e-Learning Moodle) 3) collegarsi con Teams alla riunione cui verrete invitati nelle singole lezioni
(Per un maggior dettaglio del calendario delle lezioni vedi il sito web del corso: https://sites.google.com/a/uniroma1.it/vincenzoferrara/radiotecnica_ter_sat_calendario_lez)
INTRODUZIONE La radiotecnica nel contesto degli attuali sistemi di comunicazione. Confronto con i collegamenti in fibre ottiche e via cavo. Esempi di strutture nelle telecomunicazioni satellitari: segmenti spaziali, terrestri e di controllo a terra. Architetture di collegamento: il sistema satellitare, la navigazione terrestre, area e marittima (NAVSTAR/GPS –Galileo), radiotecnica punto-multipunto e multipunto-multipunto. Standard di protocolli di comunicazione.
ESEMPIO DI SISTEMA SATELLITARE: GPS- GALILEO Coordinate e sistemi di riferimento territoriale. I sistemi satellitari dedicati alla navigazione. NAVSTAR/GPS. Segmenti Spazio, di controllo e degli utilizzatori. Il metodo di calcolo. I limiti del calcolo. La struttura HW dei ricevitori. Il Sistema Galileo. I Servizi del sistema Galileo. Le bande utilizzate
L’AMBIENTE SPAZIO E L’ELETTRONICA PER LO SPAZIO Specifiche per i dispositivi elettronici utilizzati nelle architetture dei sistemi impieganti satelliti. L’ambiente spazio e l’elettronica per lo spazio. Effetti delle radiazioni ionizzanti. Test di affidabilità e misure degli effetti di: radiazioni (TID, SEE, SEU, SEL), cariche nel volume. Tecnologie Rad Hard: fisiche, tecnologiche e logiche. HBD (Hardening by design), scalabilità e RadHard. COTS.
IL SEGMENTO SPAZIO Sottosistemi satellitari: alimentazione, deviazione, OMT, LNA, HPA. Transponder. Ricevitori GPS su satelliti LEO. Tecnologie degli amplificatori RF HPA: tubi a vuoto (Klystron, TWTA) e HPA allo stato solido.
IL SEGMENTO TERRA Tipi di stazioni di Terra: LES, SES, VSAT, USAT. Specifiche di progetto ES. Prestazioni di una ES. Temperatura di rumore e sensibilità di un sistema. Tracking di satelliti. Collegamenti Satellite-ES e interferenze.
AMPLIFICATORI RF DI ELEVATA POTENZA HPA AD ALTA EFFICIENZA Efficienza. Fattore di stabilità di Rollet. Load-pull e teoria della retta di carico. Amplificatori convenzionali: classi A, B, AB, e C. PAE e PUF. Progetto di un PA ad alta efficienza con reti di adattamento. Sovra pilotaggio. Classe F. Amplificatori a commutazione in classe D e E. HPA a efficienza incrementata e metodi di linearizzazione. Misure della qualità delle forme d’onda. Distorsioni da intermodulazioni. PAP, CCDF, ACPR, AltCPR, ACI, EVM. Tecniche per l’incremento dell’efficienza. Amplificatore Doherty. Linearizzazione: Feedback, Feedfoward, Outphasing. LINC, CALLUM, EER.
EVOLUZIONE TECNOLOGICA HPA Triodi Carbon NanoTube: a catodo termoionico e freddo; tecnologie SiC, GaN per applicazioni di elettronica di potenza.
ATTIVITÀ DI LABORATORIO • Simulatori per la predizione degli effetti della radiazione sui componenti elettronici. • Implementazione di codici per la valutazione dei parametri progettuali di HPA. • Progettazione al calcolatore con simulatori (Genesys, …) di stadi finali RF ad alta efficienza in Classe E, F. • Esempio di progettazione hardware di un radar FMCW.
Testi di approfondimento: • S. C. Cripps, --RF Power Amplifier for wireless communications--, ed. Artech House; • S. C. Cripps, --Advanced techniques in RF power amplifier design--, ed. Artech House ; • X. Zhang, L.E. Larson, P.M. Asbeck, --Design of linear RF Outphasing Power Amplifier--, ed. Artech House ; • M.O. Kolawole,--Satellite Communication Engineering--, Marcel Dekker Inc. . • R. Velazco, P. Fouillat, R. Reis, “Radiation Effects on Embedded Systems”, Ed. Springer
Materiale integrativo (lucidi/diapositive del corso, articoli) disponibili sul sito web: https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=4926
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