Insegnamento CAMPI ELETTROMAGNETICI II
- Corso
- Ingegneria informatica ed elettronica
- Codice insegnamento
- 70A00064
- Curriculum
- Ingegneria elettronica
- Docente
- Paolo Mezzanotte
- Docenti
-
- Paolo Mezzanotte
- Ore
- 90 ore - Paolo Mezzanotte
- CFU
- 9
- Regolamento
- Coorte 2017
- Erogato
- 2019/20
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Ingegneria delle telecomunicazioni
- Settore
- ING-INF/02
- Tipo insegnamento
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- ITALIANO
- Contenuti
- Introduzione, Linee di trasmissione (ripasso), Adattamento di impedenza (ripasso), Elementi di propagazione guidata, Guide d’onda, Linee stampate, Analisi di reti a microonde, Componenti e dispositivi a RF, Progettazione al CAD di dispositivi a Microonde
- Testi di riferimento
- Trasparenze scaricabili da:
https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/
R.Collin, “Foundations for Microwave Engineering”, McGraw-Hill, 1992.
D.M Pozar, “Microwave Engineering”, J.Wiley & Sons, 3rd Edition, 2004.
R. Sorrentino, G. Bianchi, “Ingegneria delle microonde e radiofrequenze”, McGraw-Hi ll 2006 - Obiettivi formativi
- il corso fornisce le basi di conoscenza della propagazione elettromagnetica guidata, dei circuiti passivi alle alte frequenze.
- Prerequisiti
- Campi Elettromagnetici con Laboratorio e Fisica B
- Metodi didattici
- l'insegnamento viene erogato con lezioni frontali che si avvalgono dell'ausilio di strumenti informatici (registrazioni, lavagna virtuale in cloud, proiezione di slides). Il laboratorio consiste di due strumenti: progettazione al CAD e prove sperimentali in laboratorio
- Altre informazioni
- nessuna
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- Colloquio orale sul programma svolto (sia per chi ha scelto il corso da 6 CFU che per chi ha scelto il corso da 9 CFU)
o in alternativa
3 prove scritte di esonero distribuite lungo il trimestre (la prima alla fine di marzo, la seconda alla fine di aprile e la terza a fine corso). Ciascuna prova di esonero è dedicata a una specifica parte del programma ed è composta da 10 domande a risposta multipla, tre domande a risposta aperta e un esercizio articolato in due/tre parti (sia per chi ha scelto il corso da 6 CFU che per chi ha scelto il corso da 9 CFU).
Progetto di uno dei dispositivi studiati durante il corso, realizzato con l’ausilio di strumenti CAD (solo per chi ha scelto il corso da 9 CFU) - Programma esteso
- Lezioni:
Introduzione del corso, Spettro delle frequenze, suddivisione dello spettro in bande standardizzate; Standard IEEE; Ripasso: linee di trasmissione, coefficienti di riflessione e trasmissione; definizione di rapporto di Onda stazionaria (ROS); costruzione della carta di Smith; Ripasso Adattamento di impedenza: adattatore a quarto d'onda, adattatore a singolo stub. Adattamento mediante elementi concentrati reattivi; Teoria delle piccole riflessioni; adattatori a multi-sezioni (cenni) Ripasso equazioni di Maxwell e relative condizioni al contorno; Operatori vettoriali e differenziali - Potenziali Elettrodinamici; Modi TE, TM e TEM: legame tra potenziali e campi EM; Tecnica di separazione delle variabili; modi in guida; Impedenza d'onda; frequenza di taglio; velocità di fase e velocità di gruppo; modo fondamentale e modi di ordine superiore; guida d'onda rettangolare: configurazione modi TM e TE, frequenza di taglio; Guida d'onda rettangolare: frequenza di taglio; modo fondamentale; esercizi; guida d'onda rettangolare: impedenza d'onda; eccitazione modo TE10; perdite e attenuazione;esercizi; Cavo Coassiale, modo fondamentale, impedenza caratteristica, esercizi; tensioni e correnti equivalenti; Guida circolare: espressioni delle componenti di campo EM per il modo TE11; microstriscia: costante dielettrica efficace, modo quasi TEM, modello a guida planare; esercizi; Matrice delle impedenze e delle ammettenze; matrice S e relative proprietà; Spostamento dei piani di riferimento; matrice S di una rete n-porte parzialmente caricata; esercizi; Circuiti risonanti a microonde; Eccitazione di modo pari e dispari; circuiti a microonde a 3-porte; giunzione a T e a Y; divisore resistivo; divisore di wilkinson; esercizi; Accoppiatori direzionali: parametri caratteristici e matrice di scattering; Rat-race, Magic-T; attenuatori: a lamina e di precisione; sfasatore a rotazione; Branch-line; Accoppiatori a linee accoppiate.
Laboratorio:
esercizi: adattatore a doppio Stub, Adattamento mediante elementi concentrati reattivi; introduzione al metodo delle Differenze Finite nel Dominio del Tempo (FDTD)-algoritmi di calcolo; introduzione all'uso dei software Commerciali "fullwave"; esercizi al CAD; introduzione all'uso del simulatore circuitale ADS; esercizi al CAD: adattatore a doppio Stub, Adattamento mediante elementi concentrati reattivi; esercizi al CAD: modellazione di una guida rettangolare; progetto al CAD di una transizione cavo coassiale/guida d'onda; dimensionamento mediante strumenti software di linee planari; architettura di un SA e un VNA; tecniche di calibrazione di un VNA; Misure di dispositivi a microonde mediante l'uso di un VNA; progetto al CAD di una cavità risonante dual mode; progetto al CAD di un divisore di Wilkinson. Esempio di progettazione di una rete di alimentazione d'antenna composta da divisori di Wilkinson; progetto al CAD di un accoppiatore e 2-fori e di un Rat-race.