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.

A seconda del numero degli iscritti verranno formati dei gruppi da 2-3 persone.

Ad ogni gruppo verrà chiesto di redarre un report per ogni sessione di Laboratorio, che dovranno essere discussi durante la prova d'esame.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame Orale per verifica della comprensione con discussione riguardante i report di laboratorio (uno per ogni sessione).

• L'esame potrà essere svolto dall'intero gruppo o singolarmente.

• In ogni caso per sostenere l'esame i report di laboratorio devono essere consegnati almeno 3 giorni prima della data d'appello d' esame. 

• Anche nel caso di esame in gruppo, almeno due domande verranno svolte a ogni membro del gruppo
  
  
• Per il superamento dell'esame è permesso saltare solamente una sessione di laboratorio

Ai fini del superamento dell'esame (idoneità) lo studente dovrà dimostrare di aver appreso sia dal punto di vista teorico che sperimentale gli aspetti affrontati durante le sessioni di laboratorio. Questo include ad esempio le proprietà dei dispositivi in gioco e il loro impatto sulla realizzazione del sistema, la messa a punto dei setup di misura per la caratterizzazione sia dei parametri RF che ottici e il significato delle grandezze che descrivono dispositivi e sistema.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Jacopo Nanni