Elementi di teoria della radiazione
Caratterizzazione di un sistema di antenna e definizione dei suoi parametri caratteristici
Propagazione in guide d’onda metalliche
* G. Franceschetti, Campi elettromagnetici, Boringhieri. (leggi e teoremi fondamentali, antenne)
* S.J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ (leggi e teoremi fondamentali, guide, antenne)
* G. Conciauro, Introduzione alle onde elettromagnetiche, McGraw-Hill. (leggi e teoremi fondamentali, guide, antenne)
* D.M. Pozar, Microwave Engineering, Addison-Wesley Publishing Co. Inc., 1990. (Circuiti ad alta frequenza)
- R. E. Collin, Antennas and radiowave propagation, , 1985. (antenne)
- J. D. Kraus, Electromagnetics, McGraw-Hill. (antenne)
- S. Ramo, J. R. Whinnery, T. Van Duzer, Campi e onde nell’elettronica per le comunicazioni, Franco Angeli Ed. (leggi e concetti di base)
Obiettivi Formativi
Fornire le nozioni di base sulla radiazione di un’onda elettromagnetica e sull’applicazione dei teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo a tali problemi.
Fornire le nozioni di base sul funzionamento delle antenne: parametri caratteristici in trasmissione e ricezione, efficienza dell’antenne.
Fornire le nozioni di base sulla propagazione di un’onda elettromagnetica in strutture guidanti.
Prerequisiti
Equazioni di Maxwell.
Propagazione delle onde elettromagnetiche.
Teoria delle linee di trasmissione
Metodi Didattici
Lezione ex catedra
Altre Informazioni
http://srtm.det.unifi.it/lab/
Modalità di verifica apprendimento
Prova orale.
Come prima passo della prova si chiederà al candidato di risolvere un problema di antenna. Seguiranno altre domande su tutte le parti del programma per la verifica dell’apprendimento.
Programma del corso
Elementi di teoria della radiazione
Teoria dei potenziali elettromagnetici: potenziale vettore e scalare, condizione di Lorenz, equazioni vettoriali e scalari omogenee di Helmholtz e relative soluzioni. Dipolo elettrico corto. Teorema di Dualita'. Dipolo magnetico corto. Spira circolare. Campo generato da una distribuzione arbitraria di sorgenti.
Antenne
Antenne filiformi in trasmissione: equazione integrale di Hallen, impedenza di ingresso, altezza efficace, direttività, guadagno, efficienza di radiazione. Teorema di reciprocità. Antenne filiformi in ricezione: altezza efficace in ricezione, area efficace. Formule del collegamento. Teorema di equivalenza. Antenne ad apertura: apertura rettangolare con illuminazione uniforme. Generalità sulle antenne a riflettore.
Propagazione guidata
Teoria elettromagnetica delle strutture guidanti. Separazione delle componenti trasverse campo da quelle longitudinali. Funzioni scalari e vettoriali di modo. Modi trasversi elettromagnetici (TEM). Cavo coassiale e connessione tra approccio elettromagnetico e circuitale. Modi trasversi elettrici (TE) e trasversi magnetici (TM). Guida d'onda rettangolare. Modo TE in guida d'onda rettangolare. Analogia propagazione guidata/linee di trasmissione.