Propagazione guidata - (5 cfu)

Finalità

Il corso si propone di fornire approfondite conoscenze tecniche sul funzionamento e le applicazioni delle linee di trasmissione, unitamente a cenni di base sulle guide d¡¯onda per circuiti a microonde e sulle fibre ottiche. Verranno affrontati gli aspetti progettuali connessi con il loro utilizzo.

Programma

Richiami sulle leggi di Farady, Ampere e le equazioni di Maxwell integrali e differenziali. Continuit¨¤ della carica. Richiami sugli operatori differenziali. Equazione delle onde e concetto di onda co- e contro-propagante e velocit¨¤ di fase. Onda in un mezzo ideale e con perdite. Condizioni di continuit¨¤. Equazioni di Maxwell trasformate; concetto di fasori. Equazione di Helmholtz.
Potenza attiva, reattiva, istantanea, media. Potenza trasportata da un¡¯onda. Teorema di Poynting e sue applicazioni.
Introduzione alla propagazione guidata. Strutture cilindriche e classificazione. Equazioni del Telegrafo e del Telefono; loro relazione con le equazioni di Maxwell.
Rappresentazione circuitale delle linee; linee con perdite, esercizi sul calcolo delle costante di propagazione, velocit¨¤ di fase, impedenza caratteristica, e parametri descrittivi delle linee. Loro utilizzo e Carta di Smith. Linea ideale chiusa in corto circuito e circuito aperto. Onda stazionaria. Esercizi. Esercizi sulle linee con Carta di Smith. Concetto di invertitore di impedenza e impedenza di ingresso per l=¦Ë/4 e l=¦Ë/2.
Il problema dell¡¯adattamento, in potenza e d¡¯impedenza o uniformit¨¤. Potenza fornita al carico, scariche sulla linee, funzione di trasferimento e condizioni di non distorsione. Adattatori a semplice, doppio e triplo stub, a ¦Ë/4 e loro utilizzo. Esercizi sull¡¯adattamento con adattatori a semplice stub, serie e parallelo, doppio stub e a l=¦Ë/4. Il problema dell¡¯adattamento di segnali a larga banda.
Stripline e microstriscia. Definizione dei parametri caratteristici; metodologie di calcolo, metodi numerici. Applicazioni. Parametri S e T; definizione, utilizzo ed esercizi.
Linee di trasmissione nel dominio del tempo; propagazione e transitori. Diagrammi di Bounce. Condizioni di carico. Esercizi.
Guide d¡¯onda a microonde. Propagazione del campo elettromagnetico. Definizione, modi della guida, frequenza di taglio, velocit¨¤ di fase e cenni sulla dispersione. Applicazioni delle guide rettangolari e circolari. La guida fessurata.
Propagazione in guide dielettriche. Cenni sull¡¯ottica a raggi. La fibra ottica. Prestazioni e applicazioni. Cenni sulle guide dielettriche, l¡¯ottica integrata e i dispositivi optoelettronici.

Attività d'esercitazione

Non previste

Modalità d'esame

Colloquio orale

Propedeuticità

Elettrotecnica AB, Fisica generale C

Testi consigliati

P.C. Magnusson, G.C. Alexander, V.K. Tripathi, A. Weisshaar ¡°Transmission Lines and Wave Propagation¡±,CRC Press, 2001.
U.S. Inan, A.S. Inan ¡°Engineering Electromagnetics¡±, Addison Wesley, 1999.
F.T. Ulaby ¡°Applied Electromagnetics¡±, Prentice Hall, 1999.

Testi d'approfondimento

W.H. Hayt, J.A. Buck ¡°Engineering Electromagnetics¡±, McGraw Hill, 2001.
J.D. Kraus, D.A. Fleisch ¡°Electromagnetics with Applications¡±, McGraw Hill, 1999.
C.R. Paul, K.W. Whites, S.A. Nasar ¡°Introduction to Electromagnetic Fields¡±, McGraw Hill, 1998
E.J. Rothwell, M.J. Cloud ¡°Electromagnetics¡±, CRC Press, 2001.

Ultimo aggiornamento: 24-06-2002

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