Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze fondamentali sulle antenne e la loro caratterizzazione dal punto di vista dei campi elettromagnetici e dal punto di vista circuitale. Fornire conoscenze di base per l’utilizzo di software specializzato per il progetto e l’analisi di antenne. Sviluppare competenze sui diversi tipi di antenna e sulle loro applicazioni pratiche. Sviluppare la capacità di selezionare il tipo e le caratteristiche di un’antenna a seconda delle applicazioni, e di analizzare e progettare i collegamenti tra antenne e tra le antenne ed i circuiti ove sono inserite. Sviluppare la capacità di selezionare autonomamente la configurazione di antenne che consente di soddisfare requisiti di progetto dati. Sviluppare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio nell’interazione con gli altri attori che contribuiscono allo sviluppo di un sistema complesso per il quale è richiesto il progetto di un’antenna. Favorire lo sviluppo della capacità di mantenere un livello di aggiornamento tecnologico continuo sia sulle tecnologie disponibili sia sui software specifici dedicati alla progettazione di antenne.

Learning Goals

Provide fundamental knowledge on antennas and their characterization from the point of view of electromagnetic fields and from the circuit point of view. Provide basic knowledge on the use of specialized software for the design and analysis of antennas. Develop skills on different types of antenna and their practical applications. Develop the ability to select the type and characteristics of an antenna according to the application, and to analyze and design the connections between antennas and between the antenna and the circuit where it is inserted. Develop the ability to autonomously select the antenna configuration required by data design. Develop the ability to properly communicate in interactions with other personnel who contribute to the development of a complex system that requires the design of an antenna. Promote the ability to continuously maintain a level of technological updating both on the available technologies and on the specific software dedicated to the design of antennas.

Metodi didattici

Lezioni frontali con materiale didattico in formato elettronico e cartaceo, esercitazioni numeriche al calcolatore.

Teaching Methods

Frontal lessons with educational material in electronic and paper format, computer assisted numerical exercises.

Prerequisiti

Conoscenze di base di elettromagnetismo e analisi dei circuiti.

Prerequisites

Basic knowledge of Electromagnetism and circuit analysis.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta, durantela quale possono essere consultati libri ed appunti, e si può fare uso di calcolatrici e computer. La prova consiste in alcuni problemi di analisi e di progettazione di sistemi telecomunicazione senza fili.

Assessment

Written examination, with the help of books and notes, and the use of calculators. The test consists of some analysis and design problems of wireless telecommunication systems.

Programma del Corso

-RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA: Equazioni di Maxwell e condizioni al contorno. Potenziale vettore e potenziale scalare. Radiazione da dipolo Hertziano. Radiazione da spira di corrente elementare. -CARATTERIZZAZIONE ELETTROMAGNETICA DELLE ANTENNE: Altezza efficace, solido di radiazione e direttività, guadagno ed efficienza di radiazione. Aperturaefficace, formula di Friis. Relazione tra parametri in ricezione e trasmissione. Temperatura d'antenna. -CARATTERIZZAZIONE CIRCUITALE DELLE ANTENNE: Impedenza d’ingresso e resistenza di radiazione. Adattamento di linea. Larghezza di banda. -ANTENNE FILIFORMI: Antenna corta. Antenna a mezza onda. Equazione di Hallén. Antenna ad elica. Allineamenti di antenne filiformi. Allineamenti uniformi. Allineamenti Broadside. Allineamenti Endfire. Antenna Yagi-Uda. Sintesi degli allineamenti mediante polinomi ortonormali. -ANTENNE AD APERTURA: Radiazione da aperture. Antenna a microstriscia. Antenna a tromba. Antenna a riflettore. Antenna piramidale. -CALCOLO NUMERICO APPLICATO ALLE ANTENNE: Analisi e progettazione di antenne al calcolatore. Metodi e modelli numerici di progettazione ed analisi

Course Syllabus

-ELECTROMAGNETIC RADIATION: Maxwell's equations and boundary conditions. Vector potential and scalar potential. Hertzian dipole radiation. Elementary currente loop radiation. -ELECTROMAGNETIC CHARACTERIZATION OF ANTENNAS: Effective height, radiation pattern and directivity, antenna gain and radiation efficiency. Effective aperture, Friis formula. Relationship between reception and transmission parameters. -LUMPED CIRCUIT CHARACTERIZATION: Input impedance and radiation resistance. Line adaptation. Bandwidth. -WIRE ANTENNAS: Short antenna. Half-wave antenna. Hallén equation. Helical antennas. Array of wire antennas. Uniform Arrays. Broadside Array. Endfire Array Endfire. Yagi-Uda antenna. Array pattern synthesis using orthogonal polynomials. -APERTURE ANTENNAS: Radiation from a planar aperture. Microstrip antennas. Horn antennas. Reflector antennas.Pyramidal Horn. -NUMERICAL ANALYSIS FOR ANTENNAS: Computer assisted analysis and design of antennas. Numerical methods and models of design and analysis.