GUIDING ELECTROMAGNETIC CIRCUITS & SYSTEMS

GUIDING ELECTROMAGNETIC CIRCUITS & SYSTEMS

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Codice
72391
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
5 cfu al 2° anno di 8732 INGEGNERIA ELETTRONICA (LM-29) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-INF/02
LINGUA
Italiano (Inglese a richiesta)
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA ELETTRONICA )
periodo
1° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire competenze sui fenomeni di propagazione elettromagnetica guidata. L'insegnamento si sviluppa fornendo i concetti che consentono di analizzare i circuiti operanti a radiofrequenze o microonde. La parte finale dell'insegnamento si pone l'obiettivo di fornire gli strumenti necessari alla progettazione di simulatori elettromagnetici affidabili.

Modalità didattiche

Le lezioni e gli esercizi sono svolti dal docente in aula. Le esercitazioni in laboratorio sono svolte in parte dal docente e in parte dagli studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

  • Course organization, motivation and applications
  • Introduction to guided propagation
  • Maxwell's equations in form suited to study mode propagation
  • Transverse components in terms of the axial components. Equations for the axial components
  • Boundary conditions on perfect electric conductors and dielectric interfaces for the axial components
  • TEM modes and consequences on voltages and currents
  • Exercises on the calculation of TEM modes in guiding structures of interest
  • Propagation of TE and TM modes in closed and homogeneous guiding structures
  • Considerations about group, phase, signal velocities
  • The effect of dielectric losses on the propagation of TE and TM modes in closed and homogeneous guiding structures
  • Exercises related to the modes in rectagular waveguides
  • Exercise: current on the wall of a WR in the presence of the fundamental mode. Slotted waveguides for measures and slot antennas
  • Circular waveguides and related applications
  • Modal vectors, voltages, currents and impedances. Fictitious transmission lines for determining the axial dependence of the modal fields in closed and homogeneous guiding structures
  • Quasi-TEM modes for inhomogeneous transmission lines
  • A few considerations on the modes of dielectric waveguides
  • Mode completeness and its consequences
  • Active power transmitted by modes through a cross-section
  • A quick analysis of resonant cavities
  • Effects of metal losses on mode propagation
  • Approximate descriptions of linear passive components: matrices S, generalized S, Z, Y
  • Common microwave components with one, two, three and four ports: simple loads, attenuators, phase shifters, insulators, overview on filters, directional couplers, circulators, hybrid junctions
  • Common applications of components: phase shifters in simple antenna arrays; circulators as duplexers; attenuators, phase shifters, directional couplers and hybrid junctions in microwave measurements

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  • Materiale distribuito in aula
  • R. E. Collin, Foundations for Microwave Engineering, IEEE Press/John Wiley & Sons, 2001, New York, USA
  • D. M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Sons, 2011, New York, USA
  • R. Sorrentino, G. Bianchi, Microwave and RF Engineering, John Wiley & Sons, 2010, Hoboken, NJ, USA

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento presso l'ufficio del docente, in Via all'Opera Pia 11A (terzo piano).

LEZIONI

Modalità didattiche

Le lezioni e gli esercizi sono svolti dal docente in aula. Le esercitazioni in laboratorio sono svolte in parte dal docente e in parte dagli studenti.

INIZIO LEZIONI

Come da calendario didattico

ESAMI

Modalità d'esame

Durante l'esame orale vengono poste almeno tre domande, di cui almeno una di tipo teorico e almeno una di tipo pratico (molto spesso un esercizio).

Modalità di accertamento

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di conoscere la teoria della propagazione guidata e i principi di funzionamento dei più semplici componenti lineari a microonde.