Docente

prof. Michele MIDRIO

Crediti

9 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire i concetti fondamentali utili allo studio delle onde elettromagnetiche, con particolare riferimento alle antenne ed alla propagazione nello spazio libero, nelle linee di trasmissione e nelle guide d’onda.

Competenze acquisite

- Comprensione della terminologia in uso nello studio dei campi elettromagnetici.
- Comprensione delle problematiche relative alla propagazione di segnali elettrici in circuiti ad alta frequenza.
- Apprendimento delle tecniche di progetto di adattatori di impedenza.
- Comprensione della terminologia in uno nello studio delle antenne.
- Comprensione della terminologia in uno nello studio delle guide metalliche e dielettriche.
- Capacità di calcolare il campo irradiato da una singola antenna, o da un schiera di antenne.
- Apprendimento delle tecniche di progetto, ottimizzazione e caratterizzazione di antenne filiformi.
- Capacità di dimensionare un collegamento radio.
- Capacità di dimensionare una guida metallica o dielettrica.

Programma

Fondamenti dell'elettromagnetismo:  le equazioni di Maxwell nel dominio del tempo e della frequenza; il potenziale vettore magnetico; il vettore ed il teorema di Poynting; teorema di unicità e teorema di reciprocità (6 ore).
Linee di trasmissione: equazioni del telefono e del telegrafo; impedenza caratteristica di una linea di trasmissione; riflessione di segnali ad alta frequenza da un carico disadattato; rapporto d’onda stazionario, potenza complessa in una linea di trasmissione; adattamento (14 ore).
Propagazione nello spazio libero: onde piane; polarizzazione; riflessione e rifrazione delle onde piane; legge di Snell e formule di Fresnel; mezzi multistrato; onde elettromagnetiche in prossimità ad un mezzo buon conduttore; velocità di fase e di gruppo, dispersione (14 ore).
Guide metalliche e dielettriche: propagazione nelle guide metalliche; modi TE e TM, frequenze di taglio, modo fondamentale, regione di unimodalità; propagazione nelle guide dielettriche, modi ibridi; guida a lastra piana, fibra ottica (16 ore).
Antenne: concetti generali; antenna a dipolo corto, antenna a spira di corrente, antenne filiformi, antenne ad apertura; parametri delle antenne in trasmissione e ricezione; legge di Friis, formula del radar; schiere di antenne (16 ore).
Esercitazioni: esercitazioni sugli argomenti del corso (12 ore).
Laboratorio: caratterizzazione sperimentale dei parametri di un’antenna: impedenza di ingresso, adattamento, diagramma di radiazione (12 ore).

Bibliografia

- M. Midrio - Campi Elettromagnetici - Edizioni SGE Padova
- M. Midrio - Propagazione guidata - Edizioni SGE Padova
- M. Midrio - Esercizi di Campi Elettromagnetici - Edizioni SGE Padova

Modalità d'esame

prova scritta e orale