Insegnamento mutuato da: B019141 - ANTENNE, PROPAGAZIONE E CIRCUITI AD ALTA FREQUENZA Laurea Triennale (DM 270/04) in INGEGNERIA ELETTRONICA Curriculum TELECOMUNICAZIONI
Lingua Insegnamento
Italiano
Contenuto del corso
Elementi di teoria della radiazione
Caratterizzazione di un sistema di antenna e definizione dei suoi parametri caratteristici
Propagazione in guide d’onda metalliche
Analisi e progetto di circuiti passivi ad alta frequenza
* G. Franceschetti, Campi elettromagnetici, Boringhieri (leggi e teoremi fondamentali, antenne)
* S.J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ (leggi e teoremi fondamentali, guide, antenne)
* G. Conciauro, Introduzione alle onde elettromagnetiche, McGraw-Hill. (leggi e teoremi fondamentali, guide, antenne)
* D.M. Pozar, Microwave Engineering, Addison-Wesley Publishing Co. Inc., 1990. (guide, circuiti ad alta frequenza)
* R.E. Collins Foundations of Microwave Engineering, John Wiley & Sons, 2007 (guide metalliche, linee a striscia, circuiti ad alta frequenza)
* M.N.O. Sadiku, Numerical Techniques in Electromagnetics, CRC Press, NY, 2001 (metodi numerici)
- R. E. Collin, Antennas and radiowave propagation, , 1985. (antenne)
- J. D. Kraus, Electromagnetics, McGraw-Hill. (antenne)
- S. Ramo, J. R. Whinnery, T. Van Duzer, Campi e onde nell’elettronica per le comunicazioni, Franco Angeli Ed. (leggi e concetti di base)
Obiettivi Formativi
Fornire le nozioni di base sulla radiazione di un’onda elettromagnetica e sull’applicazione dei teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo a tali problemi.
Fornire le nozioni di base sul funzionamento delle antenne: parametri caratteristici in trasmissione e ricezione, efficienza dell’antenne.
Fornire le nozioni di base sulla propagazione di un’onda elettromagnetica in strutture guidanti.
Fornire la capacità di analizzare e progettare dispositivi passivi ad alta frequenza.
Prerequisiti
Equazioni di Maxwell.
Propagazione delle onde elettromagnetiche.
Teoria delle linee di trasmissione
Prova orale.
Come prima passo della prova si chiederà di discutere l'elaborato relativo all'attività svolta in laboratorio. Seguiranno altre domande su tutte le parti del programma per la verifica dell’apprendimento.
Programma del corso
Elementi di teoria della radiazione
Teoria dei potenziali elettromagnetici: potenziale vettore e scalare, condizione di Lorentz, equazioni vettoriali e scalari omogenee di Helmholtz e relative soluzioni. Dipolo elettrico corto. Teorema di Dualita'. Dipolo magnetico corto. Spira circolare. Campo generato da una distribuzione arbitraria di sorgenti.
Antenne
Antenne filiformi in trasmissione: equazione integrale di Hallen, impedenza di ingresso, altezza efficace, direttività, guadagno, efficienza di radiazione. Teorema di reciprocità. Antenne filiformi in ricezione: altezza efficace in ricezione, area efficace. Formule del collegamento. Teorema di equivalenza. Antenne ad apertura: apertura rettangolare con illuminazione uniforme. Generalità sulle antenne a riflettore.
Propagazione guidata
Teoria elettromagnetica delle strutture guidanti. Separazione delle componenti trasverse campo da quelle longitudinali. Funzioni scalari e vettoriali di modo. Modi trasversi elettromagnetici (TEM). Cavo coassiale e connessione tra approccio elettromagnetico e circuitale. Modi trasversi elettrici (TE) e trasversi magnetici (TM). Guida d'onda rettangolare. Modo TE in guida d'onda rettangolare. Analogia propagazione guidata/linee di trasmissione.
Circuiti ad alta frequenza
Rappresentazioni a matrici Y, Z, S e ABCD dei dispositivi ad alta frequenza, esempi di dispostivi passivi in guida d'onda e microstriscia (divisori, reti a scala, circolatori etc.)
Elementi di Tecniche numeriche
Soluzione delle equazioni di Maxwell in forma differenziale tramite tecniche numeriche.
Laboratorio
Progetto, realizzazione e caratterizzazione di un dispositivo (20h): progetto, analisi numerica, realizzazione e misura di un filtro in microstriscia o altro dispositivo visto.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile