28719 - CAMPI ELETTROMAGNETICI T-1

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente è in grado di comprendere i fenomeni alla base della propagazione libera e guidata delle onde elettromagnetiche e il loro impiego per la realizzazione di sistemi di telecomunicazioni. Conosce le linee di trasmissione e le principali strutture guidanti. È capace di trattare il problema dell'adattamento.

Contenuti

1. Linee di trasmissione.
   Grandezze sinusoidali e vettori complessi rappresentativi.
   Linee di Trasmissione a piccole perdite.
   Equazioni dei Telegrafisti.
   Costanti di attenuazione e di propagazione.
   Linea di trasmissione priva di perdite caricata al finito: Rapporto d'Onda Stazionaria.
   Il problema dell’adattamento.
   Adattatori a costanti distribuite: a singolo stub, a quarto d'onda.
   Adattamento del Generatore e del Carico.
   La Carta di Smith.
2. Studio teorico dei campi elettromagnetici.
   Principi fondamentali. Relazioni costitutive dei mezzi materiali.
   Polarizzazione.
   Formulazione della teoria in regime armonico. Equazioni di Maxwell.
   Discontinuità e correnti superficiali. Conduttore elettrico e magnetico perfetto.
3. Soluzione delle equazioni di Maxwell in assenza di sorgenti.
   Equazione di Helmholtz e sua soluzione in assenza di sorgenti: onde piane e loro classificazione.
   Presenza di discontinuità. Riflessione e rifrazione. Riflessione e rifrazione totale.
   Teoremi di Poynting, di unicità, di equivalenza, delle immagini e di reciprocità.
4. In presenza di sorgenti.
   Potenziali vettore e scalare.
   Campo irradiato da una sorgente puntiforme. Approssimazioni per campo vicino e campo a grande distanza.
5. Propagazione in spazio libero.
   Antenne.
   Caratteristiche generali.
   Momento equivalente di un'antenna.
   Grandezze caratteristiche delle antenne: intensità di radiazione, funzione di radiazione, direttività e guadagno. Area efficace.
   Antenne composite e schiere.
   Formula di Friis.
   

Testi/Bibliografia

P.Bassi, L. Scolari, R. Zoli “Propagazione di onde elettromagnetiche”, edizioni Clueb Bologna

Fawwaz T. Ulaby - Umberto Ravaioli Fondamenti di campi elettromagnetici 8/Ed

G. Conciauro, L. Perregrini, “Fondamenti di onde elettromagnetiche”, edizioni Mc. Graw Hill

F. Morichetti, A. Melloni «Mezzi di trasmissione per l’informazione»

Sophocles J. Orfanidis, «Electromagnetic Waves and Antennas» freely available in PDF (http://eceweb1.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/)

Metodi didattici

Nelle lezioni vengono illustrati i principi fondamentali alla base della propagazione libera e guidata dei campi elettromagnetici in vista della trasmissione di segnali.

Nelle esercitazioni vengono illustrati esempi di applicazione della parte teorica enunciata a lezione. In particolare, lo svolgimento di esercizi dà concretezza ai principi generali traducendoli in applicazioni di interesse pratico. Sempre nelle esercitazioni vengono anche fatti esempi di applicazioni della teoria illustrata alla vita quotidiana e ad applicazioni ingegneristiche oggetto dei corsi successivi.

Alla fine del corso lo studente conoscerà i principi generali dell'elettromagnetismo, le caratteristiche principali dei vari modelli sviluppati per lo studio della propagazione di campi elettromagnetici ed i loro limiti applicativi, in modo tale da poter sempre valutare criticamente sia la scelta del modello più adatto che la precisione dei risultati da esso ottenibili e sarà in grado di applicarli a situazioni concrete.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame si articola in una parte scritta ed in una prova orale.

Il superamento della prova scritta ammette alla prova orale (immediatamente successiva), che conclude l'esame.

La parte scritta dell'esame tende all'accertamento della capacità acquisita da parte dello studente di applicare i principi generali.

La parte orale tende a verificare la conoscenza dei principi teorici e la capacità dello studente di discuterli con proprietà di linguaggio.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale aggiuntivo reperibile al sito: https://virtuale.unibo.it/ (accesso con username and password di studente UniBo).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marina Barbiroli

Consulta il sito web di Franco Fuschini