Fabbricazione e caratterizzazione di una antenna DRA in polimero biodegradabile (PLA) realizzata con tecnologia FDM (fused deposition modeling)

Since Man appeared on Earth, he has always tried to improve, first of all, himself and, as a direct consequence, his conditions of life and the world in which he lived. He always looked for something more than before, a step forward compared to his previous one, trying to overcome the "imposed" limits of previous eras. It is in this sense that we need to study the function of progress, above all the scientific one and nowadays the technological one, which has been part of the culture of the whole of the twentieth century, up to the present day. The scientific and technological progress has undeniably improved our lives with a series of discoveries and inventions that have allowed man to improve his expectations and his standard of living, to make his work more efficient, to increase his production techniques, to reach places, which in previous ages seemed unreachable, and people, thanks to the incessant use of smartphones and social networks, in a world in which it is possible to communicate in real time thanks to the Network. It is in this context that the present thesis work is placed, work which took place during a traineeship experience at the National Research Council (CNR) of Bari. The aim of this training was the acquisition of additive production technology (AM) for the realization of electrical devices in biodegradable thermoplastic. Consequently, the present thesis work has as its goal the fabrication and characterization of a dielectric resonator antenna (DRA) in biodegradable polymer (PLA) using AM technology. For this reason, this work concerns an excursus on the antennas, first in general explaining what these electrical devices are, and then focusing our attention on dielectric antennas -dielectric Resonator Antennas (DRAs)- that to say the type of antenna that in this work we want to achieve. Finally, the various steps necessary for the realization of the DRA antenna (from the project done on the CAD to the assembly of the various antenna components) and its characteristics, the various parameters used on the CAD before and on the CAM then, the expected performances and the results found after making the measurements with the VNA (Vector Network Analyzer) at the Polytechnic of Bari are described.

Da quando è apparso sulla Terra l’uomo ha sempre cercato di migliorare, in primis, se stesso e, come diretta conseguenza, le sue condizioni di vita e il mondo in cui viveva. Ha sempre cercato quel qualcosa in più che potesse portarlo più avanti, un gradino più in alto rispetto alla sua condizione, cercando di superare i limiti “imposti” delle epoche precedenti. È in questa accezione che bisogna esaminare la funzione del progresso, soprattutto quello tecnico e oggi quello tecnologico, che ha fatto parte della cultura di tutto il Novecento, fino a giungere ai giorni nostri. Il progresso, scientifico e tecnologico, ha infatti innegabilmente migliorato la nostra vita con una serie di scoperte e invenzioni che hanno permesso all’uomo di aumentare la sua aspettativa e il suo tenore di vita, di rendere più efficiente il suo lavoro, di incrementare le tecniche produttive, di avvicinare luoghi, che nelle epoche precedenti sembravano inarrivabili, e persone, grazie all’utilizzo incessante di smartphones e social networks, in un mondo – quello odierno - in cui è possibile lo scambio di informazioni praticamente in tempo reale grazie alla rete Internet. È in questo contesto che va a collocarsi il presente lavoro di tesi, svoltosi durante una esperienza di tirocinio presso il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Bari. Obiettivo del detto tirocinio è stato l’acquisizione della conoscenza delle tecnologie di additive manufacturing (AM) per la realizzazione di dispositivi elettrici in termoplastica biodegradabile. Conseguentemente, la presente tesi di Laurea si pone l’obiettivo di realizzare (e caratterizzare) un’antenna DRA in polimero biodegradabile (PLA) tramite la tecnologia del AM. Per tale ragione la trattazione in oggetto prevede un excursus sulle antenne, in primis in modo generale spiegando cosa sono questi dispositivi elettrici (sottolineandone la loro importanza) e quali sono i parametri che le caratterizzano, e poi focalizzando la nostra attenzione sulle antenne dielettriche, Dielectric Resonator Antennas (DRAs), cioè sul tipo di antenna che in questo lavoro si vuole realizzare. Si descrivono infine le varie fasi necessarie per la realizzazione dell’antenna DRA (dal progetto fatto sul CAD all’assemblaggio dei vari componenti dell’antenna) e le sue caratteristiche, i vari parametri utilizzati sul CAD prima e sul CAM poi, le prestazioni attese e i risultati trovati dopo aver effettuato le misure con il VNA (Vector Network Analyzer) presso il Politecnico di Bari.