02191 - MICROONDE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente acquisisce la conoscenza di componenti e circuiti a microonde e la capacità di progettare questi ultimi mediante strumenti di Computer Aided Design.

Contenuti

A. propagazione libera e antenne

A1. Richiami di elettromagnetismo: equazioni di Maxwell e radiazione di una sorgente di campo;

A2. Grandezze caratteristiche di una antenna (guadagno, banda, funzione di radiazione, ecc.);

A3. Antenne a filo: dipoli ed antenne dipole-like;

A4. Antenne composite: schiere lineari, fattore complesso di schiera, schiere end-fire e broad-side. Schiera Yagi-Uda e schiere log-periodiche;

A5. Antenne ad apertura: antenne horn ed antenne a riflettore parabolico;

B. Propagazione guidata e circuiti a microonde

B1. Generalità sulle microonde: Definizioni. Applicazioni delle microonde. Dalle guide d'onda ai circuiti integrati ibridi.

B2. Adattamento: Richiami sulle linee di trasmissione. Carta di Smith. Adattamento in potenza e in uniformità. Adattatori a semplice e doppio stub. Adattatore a l/4. Adattatori a costanti concentrate.

B3. Matrici circuitali: Matrice impedenza, ammettenza e catena. Matrice di diffusione e sue proprietà.

B4. CAD per le microonde: analisi e progetto di circuiti. Ottimizzazione numerica. Algoritmi.

B5. Linee per circuiti planari: Richiami di propagazione guidata. Descrizione circuitale del modo TEM. La stripline. Il modo quasi-TEM. La microstriscia. Dispersione nella microstriscia. Guida equivalente della microstriscia.

B6. Introduzione ad alcuni aspetti avanzati del progetto di circuiti a microonde: I circuiti integrati monolitici. Discontinuità nei circuiti integrati a microonde. Cenno alla simulazione elettromagnetica.

Introduzione all'uso di un programma commerciale per CAD di circuiti a RF/microonde

Sintesi al calcolatore dei principali tipi di adattatori.

Sintesi al calcolatore di linee planari.

Ottimizzazione numerica a larga banda di un adattatore.

Introduzione delle discontinuità nei circuiti progettati e ottimizzazione.

Testi/Bibliografia

- G. Conciauro - Introduzione alle onde elettromagnetiche, Mc. Graw Hill

- V. Rizzoli, D. Masotti - Lezioni di Sistemi di Antenna, Progetto Leonardo

- C. Balanis - Antenna Theory, Wiley & Sons

- W. Stutzman - Antenna Theory and design, Wiley & Sons

- V. Rizzoli, A. Lipparini - Propagazione elettromagnetica guidata, Esculapio

- Fred Gardiol - Introduction to Microwaves, Artech House

- R.E. Collin - Foundations for Microwave Engineering, 2 ed. McGraw-Hill

- R. Sorrentino, G. Bianchi - Ingegneria delle microonde e delle radiofrequenze, McGraw-Hill

- M. Steer - Microwave and RF Design, A Systems Approach, SciTech

Metodi didattici

Lezioni tradizionali. Esercitazioni in laboratorio basate sull'impiego di un tipico programma commerciale per il progetto di circuiti a microonde e a radiofrequenza ed una visita didattica ad enti o laboratori esterni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame si articola in tre prove:

1. Prova scritta sulla parte A (risoluzione di un esercizio);

2. Prova in laboratorio sulla parte B con esercizi analoghi a quelli svolti durante le esercitazioni;

3. Prova orale;

Le prove 1 e 2 si svolgono contestualmente in successione (stessa aula, stesso giorno, stessa ora). La prova orale ha inizio dopo la prova scritta e di laboratorio; condizione necessaria per accedere all'orale è il superamento delle prove 1 e 2 con voto sufficiente.

Strumenti a supporto della didattica

Dispense del corso (Teoria ed esercitazioni)

Programma commerciale per CAD a RF/microonde: Ansoft Designer SV (Student Version, disponibile per gli studenti nella stessa configurazione presente in laboratorio)

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Franco Fuschini

Consulta il sito web di Andrea Neri