Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
− conoscere le teorie di base della propagazione elettromagnetica
− comprendere i meccanismi fisici della propagazione libera a microonde;
− conoscere le principali antenne a microonde;
− conoscere e comprendere i più importanti sistemi wireless a microonde;
− utilizzare e applicare gli strumenti di analisi e progettazione di antenne a microonde.
Prerequisiti
Elettromagnetismo Applicato
Contenuti dell'insegnamento
Equazioni di Maxwell
Condizioni al contorno
Parametri caratteristici delle antenne
Metodi numerici per l’elettromagnetismo
Principio di equivalenza dei campi
Antenne ad apertura
Antenne a tromba
Antenne a microstriscia
Antenne per dispositivi mobiliSmart antenna
Tecnologie di antenne per 5G
Il programma del corso potrà essere integrato da seminari
Programma esteso
La durata di ogni lezione è pari a 2 ore.
LEZIONE 1: Introduzione alle antenne e ai sistemi wirelessL
EZIONE 2: Equazioni di Maxwell, proprietà elettriche dei materiali (conduttori, dielettrici)
LEZIONE 3: Condizioni al contorno: campi all’interfaccia tra due materiali generici e tra due dielettrici, campiall’interfaccia con conduttore elettrico perfetto e con conduttore magnetico perfetto
LEZIONE 4: Meccanismo di radiazione: conduttore singolo, coppia di conduttori, dipolo e linea di trasmissione
LEZIONE 5: Parametri caratteristici delle antenne: diagramma di radiazione, densità di potenza irradiata, intensità diradiazione, direttività
LEZIONE 6: Parametri caratteristici delle antenne: efficienza, guadagno, efficienza del fascio, larghezza di banda,impedenza di ingresso
LEZIONE 7: Polarizzazione di onde e antenne
LEZIONE 8: Parametri caratteristici delle antenne in ricezione
LEZIONE 9: Integrali di radiazione e potenziali vettori, antenne a dipolo
LEZIONE 10: Simulazione numerica di un’antenna a dipolo
LEZIONE 11: Principio di equivalenza di campo, antenne ad apertura rettangolare
LEZIONE 12: Antenne ad apertura rettangolare (piano di massa, distribuzione di campo sull’apertura) e circolare
LEZIONE 13: Simulazione numerica di guide d’onda rettangolari e antenne d’apertura
LEZIONE 14: Antenne a tromba E-plane e H-plane
LEZIONE 15: Antenne a tromba piramidali e coniche
LEZIONE 16: Simulazione numerica di antenne a tromba e guide d’onda
LEZIONE 17: Antenne a microstriscia: caratteristiche di base, tecniche di alimentazione, metodi di analisi
LEZIONE 18: Antenne a microstriscia rettangolari: modello a linea di trasmissione
LEZIONE 19: Antenne a microstriscia rettangolari: modello a cavità risonante
LEZIONE 20: Simulazione numerica di antenne a microstriscia
LEZIONE 21: Antenne per dispositivi mobili
LEZIONE 22: Simulazione numerica di antenne dispositivi mobili
LEZIONE 23: “Smart antennas” per comunicazioni con dispositivi mobili
LEZIONE 24: Tecnologie di antenne per le comunicazioni wireless 5G
Bibliografia
C. A. Balanis, “Antenna Theory: Analysis and Design”, Wiley, 2016D. M. Pozar, “Microwave engineering”, Wiley, 1998
Z. Zhang, “Antenna design for mobile devices”, Wiley, 2017
F. T. Ulaby, U. Ravaioli, “Fundamentals of Applied Electromagnetics”, 8th edition, Pearson, 2020
Articoli scientifici segnalati durante le lezioni del corso.
Metodi didattici
Le attività didattiche comprendono lezioni svolte con l’ausilio del computer/proiettore per mostrare presentazionimultimediali, video e immagini. A queste si alternano esercitazioni che prevedono l’utilizzo di software per l’analisi e la progettazione di antenne e dispositivi a radiofrequenza. Il materiale didattico di supporto alle lezioni è caricato sul sito Elly del corso. Per scaricare il materiale è necessarial’iscrizione al corso. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly.
Si sottolinea che le modalità di svolgimento delle attività didattiche potranno subire variazioni. Informazioni dettagliate sulle modalità di svolgimento delle lezioni saranno fornite prima dell’inizio del corso.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione dell’apprendimento è effettuata tramite una prova orale con domande ed esercizi sugli argomenti trattati durante le lezioni e le esercitazioni, per verificare che lo studente abbia acquisito le conoscenze richieste sulla propagazione elettromagnetica e sui meccanismi di funzionamento delle antenne a microonde.
La prova orale è valutatacon scala 0/30. Il voto della prova orale viene comunicato immediatamente al termine della prova stessa. L’iscrizione on-line all’appello è obbligatoria e va effettuata non più tardi di tre giorni prima della data dell’esame.
Ulteriori informazioni sulle modalità d’esame saranno fornite agli studenti durante le lezioni e rese disponibili sul sito Elly del corso.
Altre informazioni
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