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DISPOSITIVI E CIRCUITI A MICROONDE

Corso Ingegneria dell'Informazione
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2019/2020
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/02
Anno Terzo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente TOMMASO ISERNIA
Obiettivi Obiettivi formativi:
Il corso intende fornire agli studenti le competenze di base relative a dispositivi e circuiti a microonde, spaziando dalle antenne fino ai circuiti risonanti e alle guide d’onda metalliche. Gli studenti sono posti in condizione di analizzare il funzionamento delle antenne, nonché degli altri dispositivi trattati da un punto di vista fisico, partendo da configurazioni semplici fino ad arrivare a configurazioni più complesse. Sono forniti, dunque, gli strumenti teorici per l’analisi e la modellizzazione di tali dispositivi. Il corso prevede, altresì, esercitazioni per fornire agli studenti il modus operandi per la progettazione di sistemi trasmissivi e guidanti.
Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento delle antenne, nonché delle strutture risonanti a microonde e delle guide d’onda metalliche e dielettriche. Conosce, altresì, i modelli per l’analisi di tali dispositivi.
Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare il campo irradiato da un’antenna o una schiera di antenne, sia in spazio libero sia in presenza di un suolo di CEP; egli è, inoltre, in grado di analizzare il campo all’interno di guide d’onda metalliche e dielettriche, valutarne il corretto dimensionamento e funzionamento alle diverse frequenze, nonché di individuare la tecnologia più adatta in relazione alla frequenza operativa; infine, lo studente è in grado di analizzare un circuito risonante, valutarne la bontà e utilizzare i modelli studiati per applicazioni di sensoristica, filtri, ecc.
Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite.
Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base del funzionamento dei dispositivi a microonde studiati.
Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base della propagazione libera e guidata e di applicare le metodologie apprese a scenari e dispositivi più complessi.

Modalità di accertamento e valutazione:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in una prova orale volta ad accertare la comprensione dei principi di funzionamento, nonché dei metodi adottati per l’analisi e la progettazione di dispositivi a microonde.
Sono effettuate generalmente due domande atte ad accertare la preparazione dello studente su tutto il programma. A ciascuna domanda è assegnato un punteggio da 18 a 30. Il voto finale è la media aritmetica dei voti conseguiti nelle diverse domande.
Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare. E’ attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente i calcoli previsti, e possegga competenze elementari sulla comprensione fisica dell’argomento. E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente le dimostrazioni matematiche e dimostri buone competenze nella comprensione fisica degli argomenti. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti e che, quindi, siano in grado di risolvere problemi ed esercizi non direttamente trattati nel corso (ma ad essi strettamente correlati) può essere attribuita la lode.
Programma N.D.
Testi docente N.D.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Docente Roberta PALMERI
Obiettivi Obiettivi formativi:
Il corso intende fornire agli studenti le competenze di base relative a dispositivi e circuiti a microonde, spaziando dalle antenne fino ai circuiti risonanti e alle guide d’onda metalliche. Gli studenti sono posti in condizione di analizzare il funzionamento delle antenne, nonché degli altri dispositivi trattati da un punto di vista fisico, partendo da configurazioni semplici fino ad arrivare a configurazioni più complesse. Sono forniti, dunque, gli strumenti teorici per l’analisi e la modellizzazione di tali dispositivi. Il corso prevede, altresì, esercitazioni per fornire agli studenti il modus operandi per la progettazione di sistemi trasmissivi e guidanti.
Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento delle antenne, nonché delle strutture risonanti a microonde e delle guide d’onda metalliche e dielettriche. Conosce, altresì, i modelli per l’analisi di tali dispositivi.
Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare il campo irradiato da un’antenna o una schiera di antenne, sia in spazio libero sia in presenza di un suolo di CEP; egli è, inoltre, in grado di analizzare il campo all’interno di guide d’onda metalliche e dielettriche, valutarne il corretto dimensionamento e funzionamento alle diverse frequenze, nonché di individuare la tecnologia più adatta in relazione alla frequenza operativa; infine, lo studente è in grado di analizzare un circuito risonante, valutarne la bontà e utilizzare i modelli studiati per applicazioni di sensoristica, filtri, ecc.
Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite.
Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base del funzionamento dei dispositivi a microonde studiati.
Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base della propagazione libera e guidata e di applicare le metodologie apprese a scenari e dispositivi più complessi.

Modalità di accertamento e valutazione:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in una prova orale volta ad accertare la comprensione dei principi di funzionamento, nonché dei metodi adottati per l’analisi e la progettazione di dispositivi a microonde.
Sono effettuate generalmente due domande atte ad accertare la preparazione dello studente su tutto il programma. A ciascuna domanda è assegnato un punteggio da 18 a 30. Il voto finale è la media aritmetica dei voti conseguiti nelle diverse domande.
Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare. E’ attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente i calcoli previsti, e possegga competenze elementari sulla comprensione fisica dell’argomento. E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente le dimostrazioni matematiche e dimostri buone competenze nella comprensione fisica degli argomenti. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti e che, quindi, siano in grado di risolvere problemi ed esercizi non direttamente trattati nel corso (ma ad essi strettamente correlati) può essere attribuita la lode.
Programma PRIMA PARTE – ANTENNE
Radiazione da un dipolo elementare. Radiazione da antenna filiforme (zona lontana). Parametri in TX di un’antenna: altezza efficace, direttività, guadagno. Parametri in RX di un’antenna: altezza efficace, area efficace. Parametri circuitali: circuiti equivalenti, impedenza d’ingresso, resistenza di irradiazione. Formula del collegamento in spazio libero. Collegamenti tra antenne in spazio libero ed in presenza di un suolo di CEP. Array di antenne lineari: campo irradiato nel caso di alimentazione a fase costante e a fase progressiva, rete universale di alimentazione.
SECONDA PARTE – STRUTTURE GUIDANTI
Guide metalliche a sezione rettangolare: rappresentazione modale; linee di trasmissione equivalenti; fenomeno di dispersione intermodale e intramodale; meccanismo fisico di confinamento; espressione in termine di onde piane.
Guide dielettriche: lastra piana come paradigma per le fibre ottiche. Fenomeno di dispersione intermodale e intramodale; dispersione cromatica (cenni); meccanismo fisico di confinamento; espressione in termini di onde piane; fibra ‘graded-index’ (cenni).
TERZA PARTE – STRUTTURE PERIODICHE
Strutture monodimensionali e loro applicazioni: filtri, sensori. Strutture bidimensionali e loro applicazioni: metamateriali, mantello dell’invisibilità, lente perfetta, dispositivi innovativi per la radiazione e la propagazione guidata basati su materiali artificiali.
QUARTA PARTE – CIRCUITI E STRUTTURE RISONANTI A MICROONDE (E OTTICI)
Definizioni alternative di risonanza. Risonanza ideale e reale. Circuiti RLC serie e RLC parallelo. Fattore di qualità (o di merito) e i suoi tre diversi significati. Condizioni di risonanza. Metodi per la valutazione del fattore di qualità: approccio perturbativo; metodo della frequenza complessa. Applicazioni: sensori, elementi per filtri, cavità riverberanti, laser.
Testi docente G. Franceschetti, “Campi elettromagnetici”, Bollati Boringheri.
G. Franceschetti, “Electromagnetics: theory, techniques, and engineering paradigms”, Springer.
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere
Prova pratica No

Ulteriori informazioni


Elenco dei rievimenti:

Descrizione Avviso
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
23 Marzo 2020 - ore 11:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
16 Aprile 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
30 Marzo 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
06 Aprile 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
27 Aprile 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
04 Maggio 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
Ricevimenti di: Roberta Palmeri
11 Maggio 2020 - ore 17:00 - Microsoft Teams
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Nessuna lezione pubblicata
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