17974 - CAMPI ELETTROMAGNETICI L-A

Conoscenze e abilità da conseguire

Sviluppo di una solida comprensione di carattere scientifico-metodologico della propagazione elettromagnetica guidata. Conoscenza delle caratteristiche dei principali mezzi trasmissivi e del loro impiego nei sistemi di telecomunicazione e nei circuiti integrati operanti a frequenze elevate (da alcune centinaia di MHz). Capacità di risoluzione di problemi di analisi e progetto di circuiti e sottosistemi a costanti distribuite.

Contenuti

Le strutture cilindriche come modello dei mezzi trasmissivi. Concetto di modo e completezza degli insiemi di modi. Discretizzazione degli insiemi di modi nelle strutture chiuse; effetto di taglio. Modi radianti e irraggiamento nelle strutture aperte. Ortogonalità dei modi ed eccitazione dei mezzi trasmissivi; discontinuità. Modi ibridi guidati nelle strutture non omogenee chiuse e aperte.

Guide con conduttori imperfetti e analisi perturbativa delle perdite.

Applicazioni: linee di trasmissione, guide d'onda metalliche, fibre ottiche.

Distorsione di segnali nella trasmissione su portante fisico. Condizioni di non distorsione. Velocità di gruppo. Applicazione alle linee di trasmissione con perdite. Mezzi trasmissivi limitati per distorsione e per attenuazione. Distorsione per propagazione moltimodale.

Linee di trasmissione multifilari in dielettrico omogeneo e non omogeneo. Modi TEM e quasi-TEM e loro descrizione cicuitale. Calcolo dei parametri circuitali primari. Equazioni dei telegrafisti e circuito equivalente. Linee di trasmissione adattate e impedenza caratteristica. Ortogonalità dei modi ed eccitazione dei sistemi multifilari. Linee simmetriche a due conduttori più massa: modi pari e dispari. Scambio di potenza tra i conduttori del sistema. Linee di trasmissione ordinarie.

Definizione elettromagnetica di rete elettrica moltiporta. Porte fisiche ed elettriche, relazioni tra porte elettriche e modi delle guide afferenti. Matrice di diffusione e sue proprietà. Interconnesione di reti multiporta, livello di impedenza di un sistema. Reti TEM, giustificazione rigorosa della teoria circuitale nell'ambito della teoria elettromagnetica e studio delle sue limitazioni. Matrici impedenza, ammettenza e catena di reti TEM multiporta.

Testi/Bibliografia

Vittorio Rizzoli e Alessandro Lipparini, 'Propagazione elettromagnetica guidata', Esculapio-Progetto Leonardo, 2002.

Robert E. Collin, 'Field Theory of Guided Waves', IEEE Press 1991.

Metodi didattici

Nelle lezioni vengono sviluppati in prevalenza gli aspetti generali e le metodologie di studio dei mezzi trasmissivi e dei loro impieghi nella tecnica. Le esercitazioni sono dedicate all'analisi di specifici mezzi trasmissivi (linee di trasmissione, guide d'onda, fibre ottiche) e alla risoluzione di esercizi sulla propagazione guidata.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Colloquio orientato ad appurare la comprensione da parte dello studente delle metodologie di analisi e delle proprietà specifiche dei principali mezzi trasmissivi. Risoluzione di esercizi sulla propagazione elettromagnetica guidata.

Strumenti a supporto della didattica

E' disponibile un testo in cui è sviluppata in dettaglio la materia svolta nel Corso. Durante le lezioni si fa uso di diapositive per sollevare parzialmente gli studenti dalla necesità di prendere appunti, soprattutto per quanto riguarda gli aspetti matematici della trattazione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Lipparini