OBIETTIVI FORMATIVI

Analisi di sistemi di antenne

Progetto di semplici antenne e del rispettivo sistema di alimentazione

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di formare lo studente riguardo la capacità di analizzare un sistema di antenna a partire da dati forniti da terzi, nonché di saper progettare semplici antenne. L'attenzione è anche posta sulla capacità di saper valutare la rispondenza di una fornitura, nonché sulla capacità di formulare richieste di capitolato in merito a semplici sistemi d'antenna nella ambito di più complessi progetti inerenti l'ingegneria dell'informazione.

PREREQUISITI

Si assumono acquisite, e verranno comunque verificate in fase di valutazione, le nozioni di base inerenti i campi elettromagnetici e le linee di trasmissione nonché le conoscenze di analisi matematica.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Il Campo Elettromagnetico e le equazioni di Maxwell 
2. Energia del campo elettromagnetico e teorema di Poynting
3. Onde Elettromagnetiche
   1. Condizioni di radiazione di Silver-Müller per il campo all’infinito
4. Potenziali Elettromagnetici
   1. Il metodo della funzione di Green 
   2. I potenziali ritardati
   3. I campi ritardati e le equazioni di Jefimenko
      1.  Campo vicino 
      2.  Campo lontano 
5. Radiazione da sorgente generica in regime sinusoidale
   1.  Potenziale vettore e campi in regime sinusoidale
6. Parametri caratterizzanti le antenne
   1. Potenza dei campi elettromagnetici
   2. Grandezze che caratterizzano l’antenna in trasmissione
      1.  Diagramma di radiazione
      2.  Angolo di apertura
      3.  Funzione di direttività e direttività
      4.  Funzione di guadagno e guadagno
      5.  Impedenza d’ingresso dell’antenna
      6. Centro di fase
   3. Regioni caratteristiche della radiazione 
7. Antenne filari
   1. Approssimazione di filo sottile 
   2. Dipolo hertziano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   3. Dipolo corto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   4. Dipolo “lungo” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   5. Problemi di bilanciamento . . . . . . . . . . . . . . . .
   6. Dipolo ripiegato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   7. Metodo delle immagini . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   8. Monopolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   9. Spira elementare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Antenne di apertura
   1. Sorgente elementare di Huygens 
   2. Teorema di equivalenza . . . . . . . . . . . . .
      1. Intensità di radiazione . . . . . . . .
   3. Apertura circolare con illuminazione uniforme
   4. Antenne a parabola
   5. Antenne a tromba
9. Antenne di sintesi
   1. Antenne a schiera 
      1. Schiere lineari uniformi
      2. Grating lobes 
      3. Schiere planari 
      4. Schiere rettangolari uniformi 
      5. Schiere a scansione di fascio (phased array)
   2. Antenna Yagi-Uda 
10. Antenna in ricezione
    1. Altezza equivalente 
    2. Area equivalente 
    3. Modello circuitale dell’antenna in ricezione
    4. Diagramma di ricezione . . . . . . . . . . .
    5. Relazione tra area equivalente e guadagno .
    6. Formula di Friis . . . . . . . . . . . . . . . .
11. Parametri caratteristici in “time-domain”
    1. Distorsione e Fidelity Factor
    2. Diagramma di radiazione e Similarity Factor
    3. System Fidelity Factor

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi di riferimento
Conciauro, G., Introduzione alle onde elettromagnetiche, McGraw-Hill Italia, 1993.
Conciauro, G., Perregrini, L., Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw-Hill Italia,
2003.
Franceschetti, G., Campi elettromagnetici, Bollati Boringhieri, 1988.
Marzano, F. S., Pierdicca N., Fondamenti di antenne. Radiazione elettromagnetica e appli-
cazioni, Carocci, 2011.
Orfanidis, S. J., Electromagnetic Waves and Antennas, scaricabile liberamente da:
http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/
Testi di approfondimento
Geyi, W., Foundations of Applied Electrodynamics, John Wiley & Sons, 2010.
Thidé, B., Electromagnetic Field Theory, scaricabile liberamente da http://www.plasma.uu.se/CED/Book

Dispense e diapositive usualmente disponibili tramite AulaWeb