34885 - SISTEMI D'ANTENNA M

Conoscenze e abilità da conseguire

Sviluppare una approfondita conoscenza di tipo scientifico-metodologico dei principi di funzionamento e delle tecniche di analisi e di progetto dei principali sistemi di antenna utilizzati nei moderni sistemi di telecomunicazione.

Contenuti

Proprietà generali delle antenne come sorgenti matematiche. Centro di fase di un'antenna. Rumore termico e temperatura equivalente di rumore di un'antenna. Progetto di massima di una tratta radio. Fondamenti dell'elettromagnetismo computazionale. Metodo dei momenti. Problemi di scattering. Potenza ricevuta e potenza reirradiata da un'antenna. Sezione radar monostatica e bistatica e suo calcolo numerico. Equazione del radar. Sezione radar di ostacoli puntiformi. Polarizzazione del campo diffuso. Dipoli elettromagnetici. Analisi di un dipolo matematico descritto come una distribuzione di corrente nota e calcolo delle grandezze caratteristiche della radiazione. Dipolo a mezz'onda. Rendimento. Teorema delle immagini e realizzazione di dipoli tramite monopoli. Equazione integrale di Pocklington per la distribuzione di corrente e sua risoluzione con il metodo dei momenti. Impedenza di ingresso e banda utile di un dipolo. Antenne composite. Fattore complesso di composizione e campo a grande distanza. Schiere lineari uniformi a radiazione trasversale e assiale. Schiere binomiali. Schiere bidimensionali. Scansione elettronica delle schiere. Schiere di dipoli. Applicazioni: schermi elettromagnetici, antenne radar, antenne per stazioni radiobase. Accoppiamento tra elementi ed elementi parassiti. Calcolo delle distribuzioni di corrente con il metodo dei momenti. Calcolo della matrice impedenza della schiera. Applicazioni: antenne Yagi-Uda, dipoli ripiegati, antenne log-periodiche. Antenne ad apertura. Radiazione da una apertura in condizioni generali. Efficienza d'apertura. Calcolo delle grandezze caratteristiche nell'ipotesi di apertura illuminata da un'onda piana TEM. Sorgente di Huygens. Principio di Huygens-Fresnel e diffrazione elettromagnetica. Apertura circolare illuminata uniformemente. Effetti di un profilo di illuminazione non uniforme. Antenne a riflettore parabolico. Calcolo del campo sull'apertura e dell'efficienza d'apertura. Guadagno di sistema, efficienza di spillover ed efficienza di illuminazione. Ottimizzazione del guadagno. Polarizzazione del campo sull'apertura e reiezione della polarizzazione incrociata. Progetto dell'illuminatore primario. Illuminatori a tromba piramidale e circolare. Illuminatori circolari dual-mode. Sistemi a riflettore disassato. Illuminazione tramite subriflettore e sistema Cassegrain. Antenne integrate a microstriscia. Antenna rettangolare: analisi approssimata tramite un modello intuitivo. Analisi numerica rigorosa di antenne di forma qualunque tramite il metodo dei momenti. Calcolo dell'impedenza di ingresso. Applicazioni: schiere di antenne a microstriscia, antenne integrate interne per ricetrasmettitori mobili, antenne integrate a larga banda, antenne a spirale.

Testi/Bibliografia

DISPENSE: V. RIZZOLI E D. MASOTTI, 'LEZIONI DI SISTEMI D'ANTENNA' (VOLUMI 1 E 2), ESCULAPIO-PROGETTO LEONARDO, 2006/2008.

TESTO DI CONSULTAZIONE: L. STUTZMAN E G. A. THIELE, 'ANTENNA THEORY AND DESIGN', JOHN WILEY & SONS, 1998.

Metodi didattici

NELLE LEZIONI VENGONO SVILUPPATI ANZITUTTO GLI ASPETTI GENERALI E LE METODOLOGIE DI STUDIO DEI SISTEMI D'ANTENNA, INCLUSI I FONDAMENTI DELL'ELETTROMAGNETISMO COMPUTAZIONALE. QUESTE CONOSCENZE VENGONO POI APPLICATE ALL'ANALISI DETTAGLIATA DELLE ANTENNE DI PIU' COMUNE IMPIEGO, INCLUSE LE SCHIERE YAGI-UDA, LE ANTENNE LOG-PERIODICHE, I SISTEMI A RIFLETTORE PARABOLICO E LE ANTENNE A MICROSTRISCIA. LE ESERCITAZIONI SONO DEDICATE ALL'IMPIEGO DI PROGRAMMI DI SIMULAZIONE ELETTROMAGNETICA NELL'ANALISI DI ANTENNE DI CONFIGURAZIONE COMPLESSA E ALLA RISOLUZIONE DI SEMPLICI PROBLEMI DI DIMENSIONAMENTO DEI RADIOSISTEMI.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

COLLOQUIO ORIENTATO AD APPURARE LA COMPRENSIONE DA PARTE DELLO STUDENTE DELLE METODOLOGIE DI ANALISI E DI PROGETTO E DELLE PROPRIETA' SPECIFICHE DEI PRINCIPALI SISTEMI D'ANTENNA. RISOLUZIONE DI SEMPLICI ESERCIZI SUI RADIOSISTEMI.

Strumenti a supporto della didattica

SONO DISPONIBILI DISPENSE IN CUI E' SVILUPPATA IN DETTAGLIO LA MATERIA SVOLTA NEL CORSO. DURANTE LE LEZIONI SI FA USO DI DIAPOSITIVE PER SOLLEVARE PARZIALMENTE GLI STUDENTI DALLA NECESSITA' DI PRENDERE APPUNTI, SOPRATTUTTO PER QUANTO RIGUARDA GLI ASPETTI MATEMATICI DELLA TRATTAZIONE. COPIE DELLE DIAPOSITIVE PROIETTATE DURANTE LE LEZIONI SONO DISPONIBILI VIA INTERNET (SEGUIRE IL LINK "MATERIALE DIDATTICO" NELLA HOME PAGE DEL CORSO).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vittorio Rizzoli