17938 - PROPAGAZIONE L-A

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo scopo del corso è quello di illustrare i principi della propagazione dei campi elettromagnetici nello spazio per applicarli al dimensionamento di un sistema di trasmissione in spazio libero, dopo aver introdotto, con riferimento a casi semplici, le caratteristiche principali delle antenne.

Contenuti

• Teorie per lo studio dei campi elettromagnetici
• Teoria vettoriale
  Principi fondamentali. Relazioni costitutive dei mezzi materiali.
  Teoremi (formulazione nel dominio del tempo) di Poynting e di unicità.
  Polarizzazione. Grandezze sinusoidali e vettori complessi rappresentativi.
  Formulazione della teoria in regime armonico. Teoremi di Poynting, di unicità, di equivalenza, di reciprocità.
  Discontinuità e correnti superficiali. Conduttore elettrico e magnetico perfetto. Principio di dualità.
  Propagazione in mezzi omogenei: Equazione di Helmholtz.
  Soluzione dell'equazione di Helmholtz in assenza di sorgenti. Onde piane e loro classificazione.
  Presenza di discontinuità. Riflessione e rifrazione. Riflessione e rifrazione totale.
  Mezzi stratificati.
  Propagazione di fasci di onde piane. Approssimazione parabolica.
• Teoria scalare
• Teoria geometrica
  L'equazione dei raggi.
  Cammino ottico.
  Riflessione e rifrazione attraverso il principio di Fermat.
  Limiti all'applicabilita della teoria: ellissoide di Fresnel.
• Antenne
  Soluzione delle equazioni di Maxwell in presenza di sorgenti. Potenziali vettore e scalare. Metodo della funzione di Green.
  Antenne: caratteristiche generali.
  L'elemento di corrente. Campo irradiato da un elemento di corrente. Approssimazioni per campo vicino e campo a grande distanza.
  Momento equivalente di un'antenna.
  Grandezze caratteristiche delle antenne: intensità di radiazione, funzione di radiazione, direttività e guadagno. Area efficace.
  Antenne composite e schiere.
• Dimensionamento di un collegamento
  La formula di Friis.
  L'equazione del RADAR.

Testi/Bibliografia

Libro di testo : Paolo Bassi, Lara Scolari, Rossella Zoli, "Propagazione di onde elettromagnetiche", CLUEB 2006, http://www.clueb.com/servlet/SchedaArticolo?cat_id=2645

Altro materiale : nei siti http://elearning.ing.unibo.it  e http://pbassi.deis.unibo.it/Avvisi_agli_studenti.htm (accesso ristretto agli studenti del corso)

Metodi didattici

Nelle lezioni vengono illustrati i principi fondamentali alla base della propagazione dei campi elettromagnetici nello spazio e le caratteristiche principali delle antenne utilizzate per trasmettere e ricevere i segnali.

Le esercitazioni (in aula o in laboratorio, tramite uso di software dedicato) servono ad illustrare 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.

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 prova scritta ed in una orale.

La prova scritta consiste in due prove parziali (una a metà e l'altra alla fine del corso) o un'unica prova (alla fine del corso).

Il superamento della prova scrtta 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 alla soluzione di problemi concreti.
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

Pcomputer Computer con software dedicato.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Bassi