Docente/i: Maurizio Bozzi   Marco Bressan  

Denominazione del corso: Antenne E Propagazione()
Codice del corso: 502957
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/02
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Elettronica
Crediti formativi: CFU 9
Sito web del corso: http://microwave.unipv.it/pages/ap.html

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. La prima parte del corso si propone di descrivere i principi fondamentali della teoria delle antenne e di presentare, in maniera organica, le metodologie di analisi e progetto delle antenne. Verranno inoltre introdotte le più comuni tipologie di antenne, come dipoli, spire, antenne a schiera, antenne a tromba, antenne a microstriscia, antenne a riflettore. Inoltre, saranno presentati i concetti di base di antenne integrate, antenne per le comunicazioni mobili e per applicazioni nei sistemi RFID e antenne a banda ultra-larga (UWB). Fondamenti di misure dell'antenna sono brevemente discussi. Il corso si propone inoltre di fornire informazioni pratiche sui principali strumenti software per l’analisi e progetto di antenne. A questo scopo sono impiegate anche le ore di esercitazione in cui gli studenti, utilizzando pacchetti software dedicati, possono dimensionare alcune semplici antenne. La seconda parte del corso si propone di fornire delle semplici schematizzazioni dei principali fenomeni d’interazione tra la radiazione e l'ambiente al fine di poter valutare il rapporto segnale-rumore in un collegamento radio.

Programma del corso

ANTENNE (Prof. Maurizio Bozzi, 6 CFU)

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. Antenne riceventi: reciprocità, area efficace, perdita per polarizzazione, temperatura di rumore d’antenna.

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
Antenne ad onda viaggiante, antenne ad onda leaky, antenne integrate, antenne intelligenti, antenne per sistemi RFID ed antenne a banda ultra-larga (UWB).

Misure di antenne
Misure di guadagno e di diagramma di radiazione. Misure in campo aperto e in camera anecoica. Misure di campo vicino e campo lontano.

PROPAGAZIONE (Prof. Marco Bressan, 3 CFU)

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 rifrazione non 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): 68
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

C. A. Balanis. Antenna Theory - Analysis and Design. John Wiley and Sons, Inc, 2005.

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

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

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 le esercitazioni.