94004 - LABORATORIO DI RADIOFREQUENZA E ANTENNE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: - Conosce i principi di funzionamento dei circuiti a radiofrequenza in tecnologia planare (microstriscia) basati sulla propagazione dei modi associati. - Conosce i metodi di calcolo analitico e numerico per il progetto di adattatori d’impedenza e filtri a RF ed ha fatto pratica con strumenti di CAD per circuiti stampati a RF. - Conosce i metodi di progetto di antenne a RF e sa caratterizzare antenne a RF semplici, come dipoli stampati e antenne patch, e le loro applicazioni nel settore dei sistemi RFID e (Radiofrequency IDentification) dell’IoT (Internet of Things). - Conosce le basi della propagazione RF in ambienti semplici - È in grado di caratterizzare un collegamento radio in un ambiente realistico.

Contenuti

• Modelli analitici e numerici di antenne semplici per nodi wireless: monopoli, dipoli, loop, ed antenne patch.
• Caratterizzazione circuitale in termini di onde incidenti e riflesse  di mono-porta e multi-porta a RF/microonde, come alternativa alla rappresentazione circuitale più tradizionale.
• Strutture planari: la microstriscia, principali caratteristiche. Cenni ad alcuni componenti passivi a RF/microonde, e loro realizzazione in microstriscia.
• Impiego di simulatori circuitali ed elettromagnetici, AWR e CST, per la validazione numerica dei modelli analitici di componenti ed antenne a microonde.
• Progetto CAD di adattatori d'impedenza e di antenne semplici mediante le piattaforme AWR e CST.
• Realizzazione in laboratorio di prototipi dei componenti progettati (es. antenne patch, dipoli stampati) e loro caratterizzazione sperimentale tramite VNA e mini-camera anecoica.
• Realizzazione e caratterizzazione di un semplice link radio.

Testi/Bibliografia

Slides del docente.

Per approfondimenti:

V. Rizzoli, D. Masotti, "Lezioni di sistemi d'antenna", Esculapio.

C. A. Balanis, "Antenna Theory - Analysis and Design", Wiley.

D. Pozar, "Microwave engineering", Wiley.

Metodi didattici

Presentazioni power point; sessioni di verifica della comprensione degli argomenti attraverso lavori di gruppo; misure sperimentali in laboratorio.

In considerazione della tipologia di attività e dei metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede la preventiva partecipazione di tutti gli studenti ai moduli 1 e 2 di formazione sulla sicurezza nei luoghi di studio, [https://elearning-sicurezza.unibo.it/] in modalità e-learning

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Studenti frequentanti: la verifica dell'apprendimento avviene attraverso la consegna, durante lo svolgimento del corso ed entro tempi prestabiliti, di semplici esercizi di progetto di antenne o circuiti assegnati dal docente, e di relazioni delle attività di gruppo svolte in laboratorio. L'esame sarà completato da un colloquio orale individuale per assestare la valutazione.

Studenti non frequentanti: per coloro che non abbiano seguito il corso, o non abbiano svolto completamente i progetti assegnati e le attività di laboratorio, l'esame consisterà in una prova di progetto al calcolatore, utilizzando uno degli strumenti di CAD introdotti durante il corso (CST o AWR), seguita da un colloquio orale.

Per poter sostenere l'esame è obbligatoria l'iscrizione su ALMAEsami: per ogni appello saranno predisposte 2 liste d'iscrizione separate, una per la prova pratica preliminare (per i soli studenti non frequentanti), l'altra per la prova orale (per tutti gli studenti).

Lo scopo della prova d'esame è verificare la capacità dello studente di applicare il proprio bagaglio nozionistico a problemi pratici, e di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi.

Gradazione del voto finale:

Scarsa conoscenza degli argomenti del corso, inadeguata capacità di analisi critica e di analisi/soluzione di problemi pratici; espressione scorretta o inappropriata daranno luogo a una valutazione negativa. In caso di voto insufficiente gli studenti dovranno ripetere la prova.

Preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso, autonomia molto limitata nella soluzione di problemi pratici e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-19;

Preparazione su un numero limitato di argomenti affrontati nel corso, autonomia limitata nella soluzione di problemi pratici e capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente esecutive, espressione in linguaggio corretto → 20-24;

Preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, buona autonomia nella soluzione di problemi pratici e capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 25-29;

Ottima capacità di analisi critica degli argomenti trattati e una eccellente capacità di espressione e argomentazione; ottima competenza e capacità di applicare le conoscenze a problemi pratici in modo autonomo → 30-30L.

Strumenti a supporto della didattica

Personal computer, Cadence AWR, CST Microwave studio, slide del docente

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Enrico Maria Vitucci