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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 (INGEGNERIA ELETTRONICA )
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

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio.

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