Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire approfondite conoscenze tecniche sul funzionamento e le applicazioni delle linee di trasmissione, unitamente a cenni di base sulle guide d’onda per circuiti a microonde e sulle fibre ottiche. Verranno affrontati gli aspetti progettuali connessi con il loro utilizzo.
Prerequisiti
Elettrotecnica AB, Fisica Generale C
Contenuti dell'insegnamento
Richiami sulle leggi di Farady, Ampere e le equazioni di Maxwell integrali e differenziali. Continuità della carica. Richiami sugli operatori differenziali. Equazione delle onde e concetto di onda co- e contro-propagante e velocità di fase. Onda in un mezzo ideale e con perdite. Condizioni di continuità. Equazioni di Maxwell trasformate; concetto di fasori. Equazione di Helmholtz. <br />
Potenza attiva, reattiva, istantanea, media. Potenza trasportata da un’onda. Teorema di Poynting e sue applicazioni. <br />
Introduzione alla propagazione guidata. Strutture cilindriche e classificazione. Equazioni del Telegrafo e del Telefono; loro relazione con le equazioni di Maxwell. <br />
Rappresentazione circuitale delle linee; linee con perdite, esercizi sul calcolo delle costante di propagazione, velocità di fase, impedenza caratteristica, e parametri descrittivi delle linee. Parametri di scattering. Matrice S e matrice T. Loro utilizzo e Carta di Smith. Linea ideale chiusa in corto circuito e circuito aperto. Onda stazionaria. Esercizi. Esercizi sulle linee con Carta di Smith. Concetto di invertitore di impedenza e impedenza di ingresso per l=λ/4 e l=λ/2. <br />
Il problema dell’adattamento, in potenza e d’impedenza o uniformità. Potenza fornita al carico, scariche sulla linee, funzione di trasferimento e condizioni di non distorsione. Adattatori a semplice, doppio e triplo stub, a λ/4 e loro utilizzo. Esercizi sull’adattamento con adattatori a semplice stub, serie e parallelo, doppio stub e a l=λ/4. Il problema dell’adattamento di segnali a larga banda. <br />
Stripline e microstriscia. Definizione dei parametri caratteristici; metodologie di calcolo, metodi numerici. Applicazioni. Parametri S e T; definizione, utilizzo ed esercizi. <br />
Linee di trasmissione nel dominio del tempo; propagazione e transitori. Diagrammi di Bounce. Condizioni di carico. Esercizi. <br />
Cenni sulle guide d’onda a microonde. <br />
Propagazione in guide dielettriche. Cenni sull’ottica a raggi e la fibra ottica. Prestazioni e applicazioni. Cenni sulle guide dielettriche, l’ottica integrata e i dispositivi optoelettronici. <br />
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Programma esteso
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Bibliografia
<p>S. Selleri, “Propagazione Elettromagnetica Guidata”, MUP, Parma, 2006.</p>
<p>F.T. Ulaby, "Fondamenti di Campi Elettromagnetici - Teoria e Applicazioni", - Edizione italiana a cura di S. Selleri, McGraw-Hill, Milano, 2005.</p>
<p>U.S. Inan, A.S. Inan “Engineering Electromagnetics”, Addison Wesley, 1999</p>
Metodi didattici
Prova scritta
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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