INGEGNERIA DELLE MICROONDE

Acquisizione di metodologie di analisi, progettazione e caratterizzazione sperimentale di strutture guidanti, antenne e dispositivi a microonde.

Conoscenze di base della teoria dei campi elettromagnetici con particolare riferimento alla propagazione libera, propagazione guidata e all’irradiazione.

Complementi di campi e propagazione guidata

Richiami di propagazione guidata, potenziali elettromagnetici, modi TM, TE, TEM, normalizzazione e possibili scelte per le tensioni e correnti equivalenti generalizzate, Guida d'onda circolare, Perdite nelle guide d’onda,

Cavità risonanti,

Microstriscia, Guida dielettrica, Fibra ottica.

Componenti e circuiti passivi a microonde

Teorema di reciprocità.

Circuiti a microonde, Matrice Z, matrice ABCD, Matrice S, proprietà della matrice S: dispositivi reciproci e senza perdite, legame tra la matrice S e Z, spostamento dei piani di riferimento.

Grafi di flusso: regole di riduzione.

Giunzioni ad 1 bocca: carico adattato, corto circuito mobile.

Giunzione a 2 bocche: attenuatori e sfasatore in guida d'onda, cenni sugli sfasatori elettronici.

Giunzioni a 3 bocche: proprietà generali, circolatore, giunzioni a T e Y, divisore di potenza.

Giunzioni a 4 bocche: proprietà generali, accoppiatore direzionale, Magic T.

Antenne e Array di Antenne

Teorema di equivalenza, Teorema delle immagini.

Antenna in microstriscia*.

Antenne ad apertura: campo radiato da un’aperutra, campo radiato da guida d’onda rettangolare, direttività, trombini settoriali, antenna a tromba.

Antenna a parabola.

Allineamenti di antenne, allineamenti broad-side ed end-fire, direttività massima ed ampiezza di fascio. Antenna Uda-Yagi.

Cenni agli array planari. Cenni ai sistemi MIMO*.

Mezzi non reciproci e anisotropi

Relazione costitutiva del plasma magnetizzato, propagazione di onde piane in un plasma magnetizzato*. Rotazione di Faraday.

Ferrite magnetizzata, principi di funzionamento dell’isolatore in guida d’onda con ferrite magnetizzata.

Applicazioni nell’ingegnera delle microonde

Linee periodiche: bande passanti e bande proibite. Cenni ai cristalli fotonici*.

Radar, sezione radar. Equazione delle diffusione.

Meccanismi di interazioni tra campi elettromagnetici e sistemi biologici.

Risonanza Magnetica Nucleare.

Diagnostica e tomografia a microonde*.

Laser.

Laboratorio

Analizzatore di Reti Vettoriale (VNA).

Calibrazione a 1 porta (SOL) mediante metodo dei grafi di flusso.

Calibrazione a 2 porte: calibrazione SOLT e calibrazione TRL.

Carta di Smith.

Accoppiatore a due fori, accoppiatore Moreno.

Misura della matrice di scattering di componenti a microonde.

Metodi numerici per l’elettromagnetismo: progettazione avanzata di antenne a patch*.

Antenna Test Tange: misura del guadagno e del diagramma di radiazione di antenne.

TESI DI LAUREA: Gli argomenti segnati con asterisco (*) possono essere oggetto di approfondimento nell’ambito di Tesi di Laurea.

Franceschetti, Campi Elettromagnetici (Bollati Boringhieri, II ed.)

Bianchi e Sorrentino, Microwave and RF Engineering (WILEY)

Collin, Foundations for Microwave Engineering (IEEE PRESS)

Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas (http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/)

Collin, Antennas and Radiowave Propagation (Mc Graw Hill)

Pozar, Microwave Engineering (Wiley)

Conciauro, Introduzione alle onde elettromagnetiche (Mc Graw Hill)