98957 - LABORATORY OF MICROWAVE PHOTONICS T

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente/la studentessa sarà consapevole di come i segnali Radio, a Microonde, ad Onde Millimetriche e a TeraHertz, possano essere efficacemente controllati e distribuiti sfruttando la loro opportuna interazione con i segnali Ottici. Saprà misurare i principali parametri di dispositivi e componenti ottici e RF, familiarizzando con la strumentazione appropriata. Sarà infine in grado di eseguire la caratterizzazione sperimentale di vari sistemi, le cui applicazioni spaziano dalle comunicazioni wireless e radar, fino ai sensori e alla radioastronomia, determinando i parametri di scattering di sistemi multiporta, acquisendo diagrammi di radiazione, valutando sistemi in fibra ottica per la remotizzazione di antenne e array di antenne, e verificando le prestazioni di antenne beamforming controllate otticamente.

Contenuti

Parte Teorica

In questa parte verrà spiegato cosa si intende per sistemi Microwave Photonics, quali sono i componenti e le architetture principali, e che parametri devono essere considerati per il progetto del sistema. Nel dettaglio:

• Introduzione ai sistemi Microwave Photonics, tecnologie e scenari applicativi.
• I sistemi Radio-over-Fiber (RoF): principi, tecnologie e architetture.
• Cenni teorici dei componenti principali, come LED/LASER, Fibra Ottica e Fotoricevitori.
  
• Descrizione delle principali grandezze che caratterizzano la progettazione di sistema RoF: Guadagno, Cifra di Rumore, Punto di Compressione, Punti di Intercetta, Spurious Free Dynamic Range.

Parte di Laboratorio

Questa parte integra la precedente con la messa a punto di banchi di misura per la caratterizzazione di componenti e sistemi tipicamente utilizzati. Nel dettaglio verranno svolte le seguenti attività:

• Realizzazione di un banco di misura per la caratterizzazione in DC (L-I-V) di un diodo Laser e della sua corrente di monitor.
• Misura dell'attenuazione prodotta dalla fibra ottica.
• Caratterizzazione DC del Fotodiodo e dei suoi parametri principali
• Misure a RadioFrequenza con Vector Network Analyzer (VNA) dei coefficienti di riflessione del diodo Laser e del Fotodiodo.
• Prove sperimentali con Bias-T, Circuito di Matching e Amplificatori a basso rumore (LNA)
• Misura del Guadagno del collegamento in funzione dei parametri del Laser e del Fotodiodo e impatto del circuito di adattamento.
• Misura del punto di compressione a 1dB
• Misura dei punti di intercetta del secondo e terzo ordine.
• Misura di rumore introdotto dal collegamento ottico e valutazione del range dinamico del collegamento.

Per ognuna delle attività verrà introdotta man mano la strumentazione da utilizzare, la quale comprenderà:

• Generatori di tensione
• Laser Driver
• Multimetro digitale,
• Optical Power Meter,
• Analizzatore Vettoriale di Rete,
• Analizzatore di Spettro Elettrico.

Testi/Bibliografia

• Cox III, Charles H, Analog Optical Links: Theory and Practice, 2004, Cambridge University Press
• Vincent J. Urick Jr, Jason D. Mckinney, Keith J. Williams, Fundamentals of Microwave Photonics, 2015, John Wiley & Sons, Inc
• S. Iezekiel Ed., Microwave Photonics: Devices and Applications, 2009, Wiley

Metodi didattici

Lezioni frontali (con Slides e/o Lavagna) seguite da Esercitazioni in Laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame Orale per verifica della comprensione con analisi dei report di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Jacopo Nanni