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PROGRAMMA DI RICERCA 2004
italiano - english
Unità di Ricerca
- Università degli Studi di PERUGIA
INGEGNERIA ELETTRONICA E DELL'INFORMAZIONE
PERUGIA(PG) - Università degli Studi di BOLOGNA
ELETTRONICA, INFORMATICA E SISTEMISTICA
BOLOGNA(BO) - Università degli Studi di PAVIA
ELETTRONICA
PAVIA(PV) - Università Politecnica delle MARCHE
Elettromagnetismo e Bioingegneria
ANCONA(AN)
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- 9 - TECNICHE ED APPLICAZIONI INNOVATIVE DI IDENTIFICAZIONE E CONTROLLO ADATTATIVO
- 10 - Sistemi mini-robotici per applicazioni tecnologiche avanzate
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Ingegneria industriale e dell'informazione
Classificazione brevettuale
- ELECTRICITY
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
- AERIALS (microwave radiators for near-field therepeutic treatment A61N5/04; apparatus for testing aerials or for measuring aerial characteristics G01R; waveguides H01P; radiators or aerials for microwave heating H05B6/72)
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
Classificazione geografica
- Regione: Umbria
Bibliografia
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Parole Chiave
ANTENNE RICONFIGURABILI; ANTENNE INTELLIGENTI; MEMS; PHASED-ARRAY; SISTEMI NON LINEARI; CADApplicazioni della tecnologia MEMS a sistemi di antenne intelligenti e riconfigurabili
Università degli Studi di PerugiaAbstract
Il presente progetto di ricerca si propone di studiare le potenzialità applicative dei sistemi Microelettromeccanici (MEMS) nella realizzazione di antenne intelligenti e riconfigurabili.Lo sviluppo dei moderni sistemi di comunicazione richiede una serie di prestazioni sempre più stringenti ed in particolare antenne (intelligenti) capaci di riconfigurare adattivamente il fascio irradiato in modo da massimizzare il flusso informativo verso le zone utili minimizzando al contempo gli effetti di disturbi e interferenze. Le antenne intelligenti sono costituite da una schiera lineare o planare di elementi radianti connessi ciascuno ad uno sfasatore digitale. Mediante opportuni algoritmi è possibile modificare le caratteristiche radiative agendo sulla fase dei singoli elementi radianti. La tecnologia MEMS può trovare largo impiego in questo tipo di antenne, dato l'elevato grado di riconfigurabilità e di integrazione richiesto, nell'implementazione degli sfasatori digitali che dovranno essere connessi agli elementi radianti. La riconfigurabilità può essere inoltre estesa ai singoli elementi radianti integrando i dispositivi MEMS nella struttura stessa dell'antenna in modo da alterarne le caratteristiche radiative ed elettromagnetiche.
In questo contesto si inseriscono le specifiche esperienze e competenze delle quattro unità di ricerca proponenti, Università di Perugia, Ancona, Pavia, e Bologna, che già nel 2002 hanno partecipato insieme al progetto PRIN 2002 nel >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Roberto SORRENTINO Università degli Studi di PERUGIAObiettivo del Programma di Ricerca
A partire dalle esperienze maturate nei precedenti progetti di ricerca sia nazionali che internazionali sulla tecnologia MEMS, il presente programma di ricerca si pone come obiettivo generale lo studio delle potenzialità applicative dei dispositivi Microelettromeccanici (MEMS) alle antenne intelligenti e riconfigurabili. Grazie alle loro caratteristiche di riconfigurabilità, bassa potenza assorbita, linearità ed elevati livelli di integrazione, i dispositivi MEMS risultano infatti particolarmente adatti all'utilizzo in questo settore applicativo. Lo sviluppo dei moderni sistemi di comunicazione richiede una serie di prestazioni sempre più stringenti e, particolarmente, la possibilità di riconfigurare il fascio irradiato così come di adattarlo interattivamente allo scopo di massimizzare il flusso informativo verso le zone utili minimizzando al contempo gli effetti di disturbi e interferenze. La riconfigurabilità può essere inoltre estesa ai singoli elementi radianti integrando i dispositivi MEMS nella struttura stessa dell'antenna in modo da alterarne le caratteristiche radiative ed elettromagnetiche (frequenza di risonanza, diagramma di radiazione, impedenza di ingresso, ecc.).La progettazione delle antenne riconfigurabili a MEMS, sia nel caso dei singoli elementi, sia nel caso di schiere di antenna costituisce un problema complesso a causa dell'interazione elettromagnetica che ha luogo tra circuiti elettronici ed elementi radianti. Bisogna considerare >>>
Risultati parziali attesi
I risultati parziali attesi ricalcano la divisione in macro-attività e in fasi sopra descritta.Di seguito sono indicati in primo luogo i risultati attesi a livello di progetto in generale e in particolare per ogni unità di ricerca.
In ordine, durante la prima fase sono attesi i seguenti risultati:
- progettazione e costruzione del singolo interruttore MEMS; data l'esperienza acquisita nei precedenti progetti si ritiene che questo obbiettivo non rechi particolari difficoltà.
- Definizione delle specifiche per il primo prototipo (schiera di antenne pilotate tramite calcolatore da sfasatori digitali a MEMS, per applicazioni W-LAN): numero di bit di controllo, specifiche di frequenza, dimensioni, prestazioni.
- Progetto e costruzione di uno sfasatore digitale a MEMS con numero di bit di controllo definito al punto precedente.
- Messa a punto e verifica dell'algoritmo di controllo degli sfasatori; predizioni teoriche delle prestazioni complessive del sistema (capacità di puntamento della sorgente, di minimizzazione delle interferenze, bit rate teorica media).
- Messa a punto di tutti gli strumenti CAD necessari alla progettazione di antenne riconfigurabili.
Per quanto riguarda le singole unità, vengono di seguito elencati i risultati parziale attesi caso per caso.
Perugia:
- Sviluppo di un algoritmo di controllo efficiente per la sagomatura del fascio e l'annullamento di interferenze >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il progetto si propone di studiare le potenzialità applicative dei sistemi Microelettromeccanici (MEMS) alla realizzazione di antenne intelligenti e riconfigurabili. I RF MEMS, cioè i MEMS per RadioFrequenza, microonde e onde millimetriche, rappresentano, com'è noto, una tecnologia emergente con possibilità applicative estremamente interessanti, potenzialmente capace di sostituire i dispositivi elettronici convenzionali (diodi, transistori, ecc.). Realizzati con l'utilizzo principalmente di tecniche di micromachining sia su semiconduttore che su substrato passivo (ceramica, quarzo), i dispositivi MEMS risultano essere pienamente integrabili con gli esistenti processi IC e MMIC. Inoltre, elevata miniaturizzazione, alta linearità di risposta (assenza di effetti di intermodulazione) e basso consumo di potenza sono caratteristiche che rendono i dispositivi MEMS particolarmente adatti all'integrazione in sistemi di comunicazione wireless e nei front-ends dei moderni sistemi di telecomunicazione [1-11].Negli USA, ormai da una decina d'anni, sono stati avviati massicci programmi di ricerca tesi allo sviluppo di questa tecnologia. Qualche anno più tardi, anche l'Europa ha avviato diversi progetti nel settore. In particolare vale la pena ricordare nel settore tecnologico MEMSWAVE (Moduli ricevitori "micro-machining" per l'intervallo di frequenze delle onde millimetriche realizzati con tecnologia al Silicio e Arsenurio di Gallio), EMMA (RF-MEMS switches per >>>



