Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze di carattere tecnico-ingegneristico sulle principali tecnologie wireless nel campo delle altissime frequenze, offrendo al tempo stesso elementi conoscitivi su tematiche di misura, antenne, energy harvesting e compatibilità elettromagnetica. Sviluppare competenze necessarie per la valutazione delle prestazioni di componenti e sistemi a microonde. Sviluppare la capacità di utilizzo di software specializzato per analisi e computer-aided design di componenti a microonde utilizzati nelle tecnologie wireless.

Learning Goals

Acquisition of knowledge on the main technical aspects of basic microwave wireless technologies and systems. Acquisition of basic knowledge on small-signal characterization procedures of microwave devices and circuits. Acquisition of basic knowledge on microwave antennas, wireless transmission links, energy harvesting applications and electromagnetic compatibility issues. Development of basic skills for the evaluation of the performance of microwave components and systems.

Metodi didattici

Lezioni frontali con materiale didattico in formato elettronico preparato dal docente, consultazione di data sheet di componenti e strumenti, esercitazioni numeriche, esperienze hands-on di analisi e progettazione con CAD Microwave Office NI-AWR.

Teaching Methods

Front lessons with course e-material developed by the teacher, analysis of component and instrument data sheets, hands-on practice of circuit design and simulation with software Microwave Office by NI-AWR.

Prerequisiti

Conoscenze di base di Elettromagnetismo e Reti elettriche lineari.

Prerequisites

Basic knowledge of Electromagnetism and Linear electrical networks.

Verifiche dell'apprendimento

Il corso prevede lo svolgimento di due prove in itinere scritte da affrontarsi a metà del semestre e al termine. La partecipazione non è obbligatoria, ma consigliata dal docente. In caso di mancato superamento della prima prova (o di assenza, lo studente dovrà sostenere ununica prova scritta finale relativa allintero programma del corso come da calendario degli esami reso pubblico. La struttura della prova (sia intermedia sia finale) prevede n.10 domande a risposta aperta ovvero esercizi di analisi o dimensionamento. Nelle prove in itinere è prevista una domanda aggiuntiva (bonus) per incentivare e premiare lo studio produttivo dei partecipanti al corso.

Assessment

Two written mid-term tests are made at half semester and at the semester end. Participation of regular students is highly encouraged. If the first test is not passed, a final written examination concerning the full course content is required. The typical test structure is based upon n.10 questions or simple exercises concerning either analysis or design of components/systems. In the mid-term testes a bonus question is added to promote the student's participation.

Programma del Corso

Introduzione sulla storia dello sviluppo delle telecomunicazioni wireless. Propagazione guidata: Linee di trasmissione planari. Analisi e dimensionamento di linee a microstriscia. Substrati e laminati, datasheet. Cavo coassiale e connettori per applicazioni a microonde. Training per l'utilizzo di NI-AWR Microwave Office per il progetto e lanalisi di componenti in microstriscia. Caratterizzazione lineare a microonde: Parametri di scattering. Strumentazione per le misure lineari a microonde. Antenne per applicazioni a microonde. Dimensionamento di antenne planari singole e a schiera. Il radar: principi di funzionamento del radar a impulsi. Il radar doppler CW ed FM-CW. Equazione del radar. Parametri caratteristici. Schema a blocchi e funzionamento di un micro-radar FM-CW in banda K con applicazioni pratiche. Cifra di rumore di sistemi a microonde. Valutazione di link budget. Componenti optoelettronici: LED, laser e fibre ottiche. Elementi di energy harvesting. Elementi di compatibilità elettromagnetica.

Course Syllabus

Introductory lecture on wireless technologies historical development. Guided Propagation: Planar transmission lines. Coaxial cable/connectors for microwave applications. Substrates and laminates, datasheets. Coaxial cable and connectors for microwave applications. Training and use of software NI-AWR Microwave Office for design and analysis of microstrip systems. Linear Microwave Measurements: Scattering parameters. Vector network analyzer. Basics of microwave antennas. Elements of design of planar antenna arrays. Basics of radar: pulsed radar, doppler CW and FM-CW radar. Radar equation and related parameters. Block diagram, operation modes, performance and applications of a compact K-band FM-CW radar. Microwave noise performance: Noise figure and equivalent temperature. Noisy stage chain. Noise figure measurement (Y-factor method). Link budget evaluation. Basics of optoelectronic devices for wireless applications. Basics of energy harvesting. Basics of electromagnetic compatibility and related measurements.