ANTENNAS FOR WIRELESS SYSTEMS

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
CAMPI ELETTROMAGNETICI (ING-INF/02)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Inglese

Obiettivi formativi

Conoscenze e comprensione:
- conoscenze teoriche di base della propagazione elettromagnetica e
comprensione dei meccanismi fisici della propagazione libera a microonde;
- conoscenza delle principali antenne a microonde;
- conoscenza e comprensione di sistemi wireless a microonde.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- utilizzo e applicazione degli strumenti di analisi e progetto di antenne a microonde;
- utilizzo e applicazione di sistemi wireless a microonde.

Prerequisiti

Elettromagnetismo Applicato

Contenuti dell'insegnamento

Propagazione guidata e guide d'onda.
Funzioni modali, autovalori e autovettori di guide d'onda.
Ortogonalità dei modi.
Metodi numerici per l'elettromagnetismo.
Antenne a tromba, d'apertura e paraboloidi.
Spettro dei modi e spettri di onde piane.
Linee di trasmissione a microonde, microstriscia e stripline.
Antenne integrate e antenne slot e patch.
Risuonatori, definizioni, campo risonante e modi della cavità, perdite e fattore di qualità.
Fenomeni di intermodulazione e prodotti di intermodulazione.
Principali tipologie di antenne a microonde.
Schiere di antenne. Antenne a riflettore.
Antenne di precisione. Banda delle antenne.
Radar.

Programma esteso

Syllabus (every class = 2 hours)

CLASS 1
Introduction. Maxwell equations. Electromagnetic Waves.

CLASS 2
Guided propagation and waveguides.

CLASS 3
Modal functions, waveguide eigenvalues and eigenvectors. Mode orthogonality.

CLASS 4
Numerical methods for electromagnetism.

CLASS 5
FEM ad antenna design

CLASS 6
Guided mode spectrum, mode expansion and plane wave spectrum.

CLASS 7
Aperture and horn antennas

CLASS 8
Ray optics and parabolic antennas

CLASS 9
Microwave transmission lines, microstrip and stripline.

CLASS 10
Integrated, slot and patch antennas.

CLASS 11
Exercises

CLASS 12
Resonators, definition, resonant field and cavity modes. Losses and Q-factor.

CLASS 13
Intermodulation phenomena and products.

CLASS 14
Main microwave antenna structures.

CLASS 15
Main microwave antenna structures.

CLASS 16
Arrays and reflector antennas.

CLASS 17
Diffraction gratings.

CLASS 18
Precision antennas and antenna bandwidth.

CLASS 19
Radar.

CLASS 20
Lab activity and CAD antenna design.

CLASS 21
Lab activity.

CLASS 22
Conclusion

Bibliografia

Constantine A. Balanis, “Antenna Theory”, Wiley, New York, 1982.
J.D. Kraus, R.J. Marhefka, "Antennas for all applications", McGraw Hill, 202.

Metodi didattici

Lezioni svolte dal docente (75%);
esercitazioni alla lavagna (15%);
esperienze di gruppo di laboratorio sperimentale e CAD (5%);
seminari di esperti esterni (5%).

Modalità verifica apprendimento

Si prevede solo un esame orale nel corso quale lo studente dovrà
dimostrare di aver acquisito le conoscenze richieste della propagazione
elettromagnetica e capito i meccanismi di funzionamento di antenne a microonde.
Il colloquio prevede anche l'esposizione delle esperienze di laboratorio
nonché esercizi scritti in cui lo studente possa applicare le capacità di
analisi e di progetto su semplici antenne e sistemi a microonde.