Esempio di simulazione: posizionamento di antenna su drone
Introduzione
Questo documento presenta uno studio di posizionamento d’antenna su un drone utilizzato in ambito militare per applicazioni di difesa aerea. Il drone simula un missile e permette ad un pilota di aerei da caccia di esercitarsi al tiro. Viene lanciato dal suolo grazie ad una catapulta e può volare per un’ora a 7000 m d’altezza ad una velocità di 200 km/h.
La società che ha sviluppato il progetto di cui scriviamo, ha creato un nuovo sistema di radar attivo da integrare sul drone, costituito da due antenne: una per ricezione ed una per trasmissione. Le antenne sono poste sulle ali e funzionano in banda X da 8 GHz a 12 GHz.
Il cliente aveva necessità di:
- Valutare la modifica del diagramma di irraggiamento dell’antenna data la struttura del drone
- Ottimizzare il piazzamento delle antenne sul drone stesso
La soluzione parte dalla modellizzazione delle antenne e del drone per lasciare poi il calcolo al software di simulazione.
Modellizzazione dell'antenna
Modellizzazione del drone
Per la modellizzazione del drone, abbiamo utilizzato un modello CAO di Meggitt BTT-3 Banshee. Il file CAO era fornito in formato IGES e sono state approntate delle semplificazioni con il software Rhinoceros 3D.
Simulazione con Capitole RF
Si realizza una prima simulazione dell’antenna a spirale sola che permette di ottenere il diagramma di irraggiamento di riferimento.
Si piazza di seguito l’antenna sul modello del drove per valutare l’impatto della fusoliera sul diagramma di irraggiamento.
Conclusione
Questo studio con Capitole RF fornisce l’indicazione di dove meglio posizionare l’antenna sul drone. La difficoltà principale è che il calcolo per una frequenza di funzionamento elevata (10 GHz) su un drone di 3 metri di lunghezza con un’apertura alare di 2.80 metri implica circa 200 Gb di memoria. Con il server di calcolo disponibile presso il centro di ricerca di Nexio, il progetto è stato simulato in meno di 5 ore.
I risultati ci dicono che il diagramma viene fortemente modificato dalla geometria del drone – e ce lo aspettavamo, visto che la fusoliera farà certamente da riflettore. Si possono quindi facilmente svolgere rapidamente ulteriori simulazioni per coprire altri punti di inserzione dell’antenna sul drone ed ottenere il pattern migliore per l’applicazione e che si avvicini di più a quello di riferimento.
Questo risultato mostra l’utilità di una simulazione rapida per l’integrazione dell’antenna su una struttura complessa e, in particolare, su un drone che rende ostica la misura in una camera anecoica di dimensioni limitate.
