Roma, 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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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

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

A finite-element numerical model

Mesh Solution without obstacles

Dark lines: radiated power

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Recommended