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Propagazione mobile e wireless

Scopri i meccanismi della propagazione wireless e i concetti impiegati nella soluzione di problemi applicativi in ambito wireless

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Il corso fornisce le conoscenze di base relative al trattamento delle onde elettromagnetiche, pervenendo sino alla soglia del livello applicativo. Il corso, pur fondandosi su contenuti teorici rigorosi, è orientato alle applicazioni di maggiore interesse per l'ingegnere elettronico e delle telecomunicazioni. Le esercitazioni svolte durante il corso saranno sia a carattere numerico (svolte con l'ausilio di programmi SW) sia sperimentale (svolte attraverso emulatori HW)

Contenuti del Corso

Fondamenti di campi elettromagnetici

Equazioni di Maxwell. Relazioni costitutive del mezzo. Esercitazione SW/emulatore HW: "Determinazione della costante dielettrica di campioni sotto test". Condizioni iniziali ed al contorno. Esercitazione SW/emulatore HW: "Verifica della legge di decremento della potenza (in camera anecoica)". Classificazione dei problemi elettromagnetici. Teoremi energetici (dominio del tempo). Teorema di unicità (dominio del tempo).


Soluzioni elementari ed interazioni

Onde Piane: onde piane nei mezzi dissipativi, onde piane nei mezzi anisotropi. Onde piane in corrispondenza di Discontinuità: discontinuità spaziali, discontinuità temporali, mezzi dissipativi, onde guidate. Esercitazione SW: "Analisi mediante FDTD dei fenomeni elettromagnetici legati all'incidenza di un'onda e.m. su piano metallico".
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Onde piane nel dominio dei fasori

Equazione delle onde vettoriale. Equazione vettoriale di D'Alembert. Equazione di Helmoltz. Funzioni d'onda. Propagazione di onde piane. Stati di Polarizzazione. Costanti secondarie del mezzo. Spettro di onde piane. Propagazione Guidata: (a) Incidenza normale su interfaccia piana (dielettrico-dielettrico, dielettrico-buon conduttore; (b) Incidenza obliqua su semispazio dielettrico. Esercitazione SW/emulatore HW: "Analisi del pattern di interferenza da riflessione da piano metallico".
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Le linee di trasmissione e la teoria circuitale

Teoria elementare delle linee di trasmissione. Equazioni caratteristiche delle linee di trasmissione (dominio del tempo). Propagazione di un segnale lungo una linea di trasmissione uniforme (dominio del tempo). Equazione dei telegrafisti. Soluzione delle equazioni delle linee di trasmissione (dominio dei fasori). Esercitazione SW/emulatore HW: "Misura della lunghezza d'onda in linea fessurata". Impedenza, ammettenza e coefficienti di riflessione. Esercitazione SW/emulatore HW: "Misura di impedenza in linea fessurata". Definizione di onda stazionaria. Diagramma di onda stazionaria. Rapporto di onda stazionaria. Esercitazione SW/emulatore HW: "Misura del coefficiente di riflessione e del ROS in linea fessurata". Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della riflessione delle onde piane uniformi. Diagramma di Smith. Esercitazione SW: "Utilizzo della carta di Smith (programma SW SMITHPRO)".
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Bibliografia

  • G. Franceschetti, "Electromagnetics. Theory, Techniques, and Engineering Paradigms", Ed: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1997.
  • G. Conciauro, "Introduzione alle onde elettromagnetiche", Ed: Mc-Graw-Hill, 1993.
  • J. Stratton, "Electromagnetic Theory", Ed. McGraw-Hill, 1941.
  • F. Morichetti and A. Melloni, “Mezzi di trasmissione per l'informazione”, Ed: Independently Published, 2018.
  • F. Morichetti and A. Melloni, “Mezzi di trasmissione per l'informazione: Esercizi svolti”, Ed: Independently Published, 2018.





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