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GUIDING ELECTROMAGNETIC CIRCUITS & SYSTEMS

CODICE 72391
ANNO ACCADEMICO 2020/2021
CFU
  • 5 cfu al 2° anno di 8732 INGEGNERIA ELETTRONICA (LM-29) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/02
    LINGUA Italiano (Inglese a richiesta)
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MODULI Questo insegnamento è un modulo di:
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Il corso si propone di fornire competenze sui fenomeni di propagazione elettromagnetica guidata. L'insegnamento si sviluppa fornendo i concetti che consentono di analizzare circuiti e sistemi operanti a radiofrequenze e microonde.

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Introduzione e organizzazione del corso

    Onde elettromagnetiche guidate

    • Equazioni di Maxwell in strutture cilindriche.
    • Comportamento del campo elettromagnetico in direzione longitudinale e sul piano trasversale.
    • Condizioni al contorno di Dirichlet e di Neumann.
    • Classificazione e calcolo dei modi.
    • Effetti delle perdite: metodo perturbativo, perdite nei conduttori e nei dielettrici.
    • Proprietà delle onde: velocità di fase e di gruppo, lunghezza d’onda e fenomeni di taglio.

    Sistemi guidanti

    • Guida d’onda a piatti piani paralleli, guida d’onda rettangolare e circolare, linea coassiale.
    • Linee di trasmissione planari: linea a striscia e microstriscia, guida d’onda coplanare, linea a fessura, guida d’onda integrata nel substrato.

    Reti a microonde

    • Propagazione modale e linee di trasmissione equivalenti: forma generale delle equazioni dei telegrafisti.
    • Rappresentazione del campo nelle strutture guidanti e trasferimento di potenza.
    • Teoria delle linee di trasmissione e carta di Smith.

    Componenti passivi a microonde

    • Descrizione generale dei componenti, loro rappresentazioni e parametri di scattering.
    • Componenti ad una porta: carichi, corti circuiti e circuiti aperti.
    • Componenti a due porte: discontinuità e giunzioni, transizioni e adattatori, attenuatori, sfasatori, isolatori, giratori.
    • Componenti a tre porte: giunzioni a T, divisori di potenza, circolatori.
    • Componenti a quattro porte: accoppiatori direzionali, giunzioni ibride.
    • Risonatori a microonde: fattore di qualità e cavità risonanti.

    Esperienze di laboratorio

    1. Calcolo dei campi e visualizzazione con MATLAB.
    2. Guide d’onda rettangolari e loro classificazione.
    3. Misure con guide d’onda e linee fessurate.
    4. Simulazione di componenti a microonde.
    5. Caratterizzazione sperimentale di componenti a microonde.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Dispense del corso e presentazioni delle esercitazioni.

    Testi di base:

    • R. E. Collin, Foundations for Microwave Engineering, New York: IEEE Press/John Wiley & Sons, 2001.
    • D. M. Pozar, Microwave Engineering. New York: John Wiley & Sons, 2011
    • R. Sorrentino, G. Bianchi, Microwave and RF Engineering. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2010.

    Testi per l’approfondimento:

    • R. Garg, I. Bahl, and M. Bozzi, Microstrip Lines and Slotlines, 3rd edition. Norwood, MA: Artech House, 2013.
    • G. Pelosi, R. Coccioli, and S. Selleri, Quick Finite Elements for Electromagnetic Waves, 2nd edition. Norwood, MA: Artech House, 2009.
    • N. K. Nikolova, Introduction to Microwave Imaging. Cambridge: Cambridge University Press, 2017.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    DANIELE CAVIGLIA (Presidente)

    ALESSANDRO FEDELI (Presidente)

    GIAN LUIGI GRAGNANI

    MATTEO PASTORINO

    MIRCO RAFFETTO

    ANDREA RANDAZZO

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Come da calendario didattico.

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Durante l'esame orale vengono poste almeno tre domande, di cui una a scelta dello studente, una di tipo teorico e una di tipo pratico (molto spesso un esercizio).

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di conoscere i concetti fondamentali della propagazione elettromagnetica guidata, i principi di funzionamento dei sistemi guidanti standard e dei più semplici componenti passivi a microonde.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    08/01/2021 09:00 GENOVA Orale
    08/01/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    08/01/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    29/01/2021 09:00 GENOVA Orale
    29/01/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    29/01/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    12/02/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    12/02/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    11/06/2021 09:00 GENOVA Orale
    11/06/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    11/06/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    02/07/2021 09:00 GENOVA Orale
    09/07/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    09/07/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    22/07/2021 09:00 GENOVA Orale
    23/07/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    23/07/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    10/09/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
    10/09/2021 10:00 GENOVA Registrazione
    17/09/2021 09:00 GENOVA Orale