Transcript Rius_Jofre_diapos_JornadaICE2007.ppt (5.101Mb)

Càtedra Telefònica – UPC
Especialització Tecnològica i Societat del Coneixement
.
El projecte CLINED: context (I)
 CLINED: Collaborative Learning for
Innovative Engineering Design
 L’equip:



Grup d’Antenes i Sistemes Radio (Dept. TSC)
Càtedra Telefónica-UPC
Institut de Ciències de l’Educació
El projecte CLEAR: context (II)
 Mòdul d’aprenentatge interactiu “Array
Antennas”
 Objectius:






Actualització temàtica dels continguts tant
conceptual com metodològica i tecnològica
Aprofundiment dels conceptes bàsics
Capacitat per interrelacionar estructures reals
amb els seus models conceptuals
Afavorir el treball continuat de l’estudiant
Fomentar l’esperit innovador i creatiu
Basar-se en el treball col·laboratiu
El mòdul d’arrays
 Transparències
 Eina de simulació: ADAS
 Projecte col·laboratiu de disseny d’una
antena de radar secundari (per aeroport).
ANTENNA ARRAY
1 ECTS
Antennas Course
Department of Signal Theory and Communications
Universitat Politècnica de Catalunya
2006-07
Array Factor. Equally spaced linear array
E0
Basic antenna
is the field radiated by the
0
basic antenna located at the
origin and feeded with 1A.
E
jkz d
E  E0 ( I 0  I1 e jkd cos  
 I N 1 e jk ( N 1) d cos  )
I n  ane jn , if an , I n has progresive phase
  N 1
E  E0  an e jn( kd cos   )
n 0
  kd cos   , Electric Angle
E  E0
N 1
jn
a
e
E0 AF  
 n
n 0
Array Factor (AF)
Block 2. Array factor and polynomial
1/12
Example: AF pattern
Variable spacing
Smaller back lobe
d=0.45l
0.9p

d=0.5l
p
d=0.5l
p
Block 2. Array factor and polynomial
5/12
Relation between P(z) and AF()
z5  1
P  z   1  z  z  z  z    z  zi  
z 1
i 1
4
2
3
4
 
sin  5 
 2   1  2 cos   2 cos 2
FA   
 
 
 
sin  
2
Block 2. Array factor and polynomial
In this formula we have set the coordinate
origin at the center of the array in order to
have even symmetry  AF() is real.
7/12
Example: Radiometer antenna
Casablanca oilrig
(Tarragona)
Block 6. Array feeding and Adaptive (Smart) Antennas
3/13
Example: feeding network
Block 6. Array feeding and Adaptive (Smart) Antennas
4/13
Example: feeding network weighting
Element weighting
1
1
2
2
1
2
2
4
4
2
2
2
4
4
2
1
1
2
2
1
2
2
1
1
4
2
2
1
Block 6. Array feeding and Adaptive (Smart) Antennas
5/13
Example: Radiometer radiation patterns
E plane
Copolar pattern
dB
H plane
Crosspolar pattern
dB
Block 6. Array feeding and Adaptive (Smart) Antennas
6/13
Secondary Radar Antenna
Design work: Planar Array for a Secondary Radar Antenna
17/19
Design of a Secondary Radar Antenna (IV)
Horizontal plane: Echo canceller with auxiliary near-uniform pattern
Target
Echo
Two different array current distributions:
The main pattern (black) detects target and echoes.
The auxiliary pattern (red) detects only echoes.
Design work: Planar Array for a Secondary Radar Antenna
12/19
El projecte de disseny (I)
 Fonaments:



Substitueix el segon control de la assignatura
Fent el treball s’han d’assolir els mateixos
coneixements que els alumnes que estudien
per fer el control
Es voluntari, però per fer-ho han de haver
aprovar el primer control

S’escollen els millors entre els sol·licitants

Es fomenta el treball col·laboratiu
El projecte de disseny (II)
 Participants:




30 sol·licituds
24 seleccionats, amb el criteri
nota 1er control > mitja del seu grup +1
Divisió en 8 equips de 3 components
Equips formats per alumnes amb nota
similar del primer control
El projecte de disseny (III)
 Tasca principal: disseny de un array





Problema de caire realista (antena de Radar)
Implica pressa de decisions
Subdividit en tres tasques
Divisió feina: fase de trencament de gel
Informe final
La plataforma de suport:
Basic Suport for Cooperative Work
Resultats  Diferencial de la nota de cada
alumne amb la mitjana de la prova
12
Control-1
Control-2
8
P2 arrays
6
Nota final
4
2
Diferencial amb la mitjana
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
se
0
Cl
a
Frecuencia
10
Resultats (2)
 Correlació entre les notes del 1er control i les del
treball comparat amb la mitjana del 2on control.
El treball es un bon substitut del 2on control
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Control-1
Diferencial amb la mitjana
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
la
se
Control-2
C
Frecuencia

Resultats (3)
 Correlació entre les notes del treball i la nota
final d’antenes comparades amb la mitjana:
La distribució de notes del treball es similar a la de
la nota final - 1
12
10
Control-2
8
Nota final
6
4
2
Diferencial amb la mitjana
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
se
0
C
la
Frecuencia

Resultats (4)
 Resultats del problema d’arrays del examen final
Hi ha dues Gaussinanes diferenciades:
Una part dels alumnes ha assolit els coneixements
d’arrays i un altre part no
12
10
P2 arrays
8
Nota final
6
4
2
Diferencial amb la mitjana
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
la
se
0
C
Frecuencia

Conclusions
 El treball de disseny de un cas pràctic
substitueix bé la nota del 2on control.
 La nota del treball es correla bé amb la
nota final de la assignatura.
 Alguns alumnes no participen en la feina
del treball (o el copien), motiu per el qual
fracassen en el problema d’arrays del
examen final.