Obiettivi formativi
Conoscenze e comprensione:
- conoscenze teoriche di base della propagazione elettromagnetica e
comprensione dei meccanismi fisici della propagazione libera a microonde;
- conoscenza delle principali antenne a microonde;
- conoscenza e comprensione di sistemi wireless a microonde.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- utilizzo e applicazione degli strumenti di analisi e progetto di antenne a microonde;
- utilizzo e applicazione di sistemi wireless a microonde.
Prerequisiti
Elettromagnetismo Applicato
Contenuti dell'insegnamento
Propagazione guidata e guide d'onda.
Funzioni modali, autovalori e autovettori di guide d'onda.
Ortogonalità dei modi.
Metodi numerici per l'elettromagnetismo.
Antenne a tromba, d'apertura e paraboloidi.
Spettro dei modi e spettri di onde piane.
Linee di trasmissione a microonde, microstriscia e stripline.
Antenne integrate e antenne slot e patch.
Risuonatori, definizioni, campo risonante e modi della cavità, perdite e fattore di qualità.
Fenomeni di intermodulazione e prodotti di intermodulazione.
Principali tipologie di antenne a microonde.
Schiere di antenne. Antenne a riflettore.
Antenne di precisione. Banda delle antenne.
Radar.
Programma esteso
Syllabus (every class = 2 hours)
CLASS 1
Introduction. Maxwell equations. Electromagnetic Waves.
CLASS 2
Guided propagation and waveguides.
CLASS 3
Modal functions, waveguide eigenvalues and eigenvectors. Mode orthogonality.
CLASS 4
Numerical methods for electromagnetism.
CLASS 5
FEM ad antenna design
CLASS 6
Guided mode spectrum, mode expansion and plane wave spectrum.
CLASS 7
Aperture and horn antennas
CLASS 8
Ray optics and parabolic antennas
CLASS 9
Microwave transmission lines, microstrip and stripline.
CLASS 10
Integrated, slot and patch antennas.
CLASS 11
Exercises
CLASS 12
Resonators, definition, resonant field and cavity modes. Losses and Q-factor.
CLASS 13
Intermodulation phenomena and products.
CLASS 14
Main microwave antenna structures.
CLASS 15
Main microwave antenna structures.
CLASS 16
Arrays and reflector antennas.
CLASS 17
Diffraction gratings.
CLASS 18
Precision antennas and antenna bandwidth.
CLASS 19
Radar.
CLASS 20
Lab activity and CAD antenna design.
CLASS 21
Lab activity.
CLASS 22
Conclusion
Bibliografia
Constantine A. Balanis, “Antenna Theory”, Wiley, New York, 1982.
J.D. Kraus, R.J. Marhefka, "Antennas for all applications", McGraw Hill, 202.
Metodi didattici
Lezioni svolte dal docente (75%);
esercitazioni alla lavagna (15%);
esperienze di gruppo di laboratorio sperimentale e CAD (5%);
seminari di esperti esterni (5%).
Modalità verifica apprendimento
Si prevede solo un esame orale nel corso quale lo studente dovrà
dimostrare di aver acquisito le conoscenze richieste della propagazione
elettromagnetica e capito i meccanismi di funzionamento di antenne a microonde.
Il colloquio prevede anche l'esposizione delle esperienze di laboratorio
nonché esercizi scritti in cui lo studente possa applicare le capacità di
analisi e di progetto su semplici antenne e sistemi a microonde.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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