Docente/i: Marco Bressan  

Denominazione del corso: Antenne e propagazione
Codice del corso: 502957
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/02
Crediti formativi: CFU 9
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

L’obiettivo del corso è fornire agli studenti gli elementi essenziali per il progetto dei collegamenti radio, sia facendo acquisire padronanza sui parametri con cui normalmente vengono caratterizzate le antenne trasmittenti e riceventi, sia fornendo informazioni sui principali fenomeni d’interazione tra la radiazione elettromagnetica e l’ambiente. Il corso si propone di fornire informazioni pratiche sulle principali classi di antenne, le loro caratteristiche e il loro impiego, nonché sui principali strumenti analitici e/o numeri per la loro analisi e progetto. A questo scopo sono impiegate anche le ore di laboratorio in cui gli studenti, utilizzando pacchetti software dedicati, possono dimensionare alcune semplici antenne. Il corso si propone inoltre di fornire delle semplici schematizzazioni dei principali fenomeni d’interazione tra la radiazione e l'ambiente al fine di mettere in grado gli studenti di valutare quantitativamente il rapporto segnale-rumore in un collegamento radio.

Programma del corso

Concetti di base
Antenne trasmittenti: diagramma di radiazione, parametri d’ingresso, efficienza di radiazione, direttività, guadagno, larghezza di banda, stato di polarizzazione del campo irraggiato, cenni alla radiazione da sorgenti distribuite, rumore ambientale. Antenne riceventi: reciprocità, area efficace, perdita per polarizzazione, temperatura di rumore d’antenna. Diffusione: sezione di diffusione, sezione radar di un corpo generico, proprietà di diffusione delle antenne.

Radiatori semplici
Dipoli, spire, fenditure, antenna stampate, guide d’onda troncate, antenne a tromba.

Antenne ad apertura
Riflettori parabolici, efficienza d’apertura: efficienza d’illuminazione, di polarizzazione, di fase, di spill-over, di bloccaggio e dovuta alle perdite. Antenne Cassegrain e Gregoriane, riflettori offset.

Schiere d'antenne
Fattore di schiera, accoppiamento mutuo, reti di alimentazione, sintesi del diagramma di radiazione di una schiera lineare uniforme, schiere piane uniformi, il modello della schiera infinita.

Altri tipi di antenne
Compatibilmente con la disponibilità di tempo, potranno essere illustrate le principali caratteristiche di alcune altre classi di antenne quali: antenne ad onda viaggiante, ad onda superficiale, ad onda leaky, antenne equiangolari e/o antenne log-periodiche.

Introduzione alla propagazione libera
caratteristiche del terreno e struttura dell'atmosfera terrestre

• Onde guidate, riflesse e diffratte dalla superficie della terra, il cammino di propagazione tra antenne di terra, nell’approssimazione di terra piana e sferica, diffrazione da ostacoli.
• Propagazione in un gas ionizzato in presenza di un campo magnetostatico. Andamento dei raggi nella propagazione ionosferica, distanza di minimo salto e massima frequenza utilizzabile.
• La refrattività dell’atmosfera non ionizzata, raggio equivalente terrestre, atmosfera standard, condotti atmosferici e condizioni di rifrazionenon standard, caratteristiche delle evanescenze a tempi brevi e lunghi, collegamenti per diffusione troposferica.
• Attenuazione da nebbia, neve, pioggia, diffusione e depolarizzazione da pioggia, assorbimento molecolare.

Prerequisiti

Il corso presuppone la conoscenza della teoria della radiazione elettromagnetica, dell’ottica geometrica, nonché della teoria e delle tecniche di analisi dei circuiti ad alta frequenza.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 60
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 20

Materiale didattico consigliato

R.E. Collin. Antennas and radiowave propagation. McGraw-Hill, 1985.

A.Paraboni. Antenne. McGraw-Hill, 1999.

A. Paraboni, M. D’Amico. Radiopropagazione. McGraw-Hill, 2002.

R. E. Collin, S. J. Zucker. Antenna Theory. McGraw-Hill, 1969. (testo utile per consultazione).

A. W. Rudge, K. Milne, A. D. Olver, P. Knight. The handbook of antenna design. P. Peregrinus Ltd., London, 1982. (testo utile per consultazione).

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in una prova orale. È facoltà dello studente portare come base dell’argomento di discussione un semplice progetto d’antenna realizzato con gli strumenti appresi durante i laboratori.