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MICROONDE

Francesco CHIADINI MICROONDE

0612400030
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA ELETTRONICA
2023/2024

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
FRANCESCO CHIADINI T Curriculum
Obiettivi
IL CORSO SI PROPONE DI FORNIRE LE CONOSCENZE DI BASE SUI FENOMENI DI PROPAGAZIONE GUIDATA E LIBERA, ASSIEME AGLI STRUMENTI PER L'ANALISI E LA SINTESI DI DISPOSITIVI E CIRCUITI PASSIVI A MICROONDE E DI ANTENNE PLANARI DI TIPO "PATCH".
AL TERMINE DEL CORSO, LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI ANALIZZARE E PROGETTARE SEMPLICI DISPOSITIVI PASSIVI A MICROONDE
ED ANTENNE STAMPATE. E' PREVISTA UNA ATTIVITÀ DI LABORATORIO VOLTA ALL'APPRENDIMENTO DELL'UTILIZZO DI UNA MACCHINA PROTOTIPATRICE PCB PER LA REALIZZAZIONE DI DISPOSITIVI IN TECNOLOGIA PLANARE.
1. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
CONOSCENZA DI BASE SUI FENOMENI DI PROPAGAZIONE GUIDATA E LIBERA, ASSIEME AGLI STRUMENTI PER L'ANALISI E LA SINTESI DI DISPOSITIVI E CIRCUITI PASSIVI A MICROONDE E DI ANTENNE.
2. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
CAPACITÀ DI UTILIZZARE DISPOSITIVI PASSIVI A MICROONDE E DI MISURARNE LE CARATTERISTICHE TRASMISSIVE.
3. AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
CAPACITÀ DI OPERARE IN LABORATORIO, RICONOSCERE LA STRUMENTAZIONE, SAPER ALLESTIRE I BANCHI STRUMENTALI NECESSARI PER MISURE ALLE FREQUENZA DELLE MICROONDE, VALUTARE CRITICAMENTE I DATI DI MISURA E TRARRE DELLE CONCLUSIONI.
4. ABILITÀ COMUNICATIVE:
CAPACITÀ DI OPERARE INDIVIDUALMENTE E COME COMPONENTI DI UN GRUPPO NELLE ATTIVITÀ SPERIMENTALI, SCRIVERE RELAZIONI CHIARE E BEN STRUTTURATE, CONSULTARE LETTERATURA TECNICA E SCIENTIFICA IN INGLESE, COMUNICARE EFFICACEMENTE.
5. CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS)
SAPER ESTENDERE ED APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI DISCUSSI DURANTE IL CORSO; APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO FONTI E MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI
Prerequisiti
SONO RICHIESTE CONOSCENZE DI BASE NELL'AMBITO DELL'ELETTROMAGNETISMO (FONDAMENTI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI,
OPPURE PROPAGAZIONE WIRED E WIRELESS).
TRA I PREREQUISITI ATTESI RIENTRANO ANCHE L'ALGEBRA LINEARE, LE EQUAZIONI DIFFERENZIALI ALLE DERIVATE PARZIALI, LA TEORIA DEI
CIRCUITI, IL FORMALISMO FASORIALE E LA TRASFORMATA DI FOURIER.
Contenuti
PRESENTAZIONE DEL CORSO; FREQUENZE DI LAVORO E APPLICAZIONI DELLE MICROONDE. (LEZIONE 2 ORE)

RICHIAMI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI: CARATTERISTICHE DEI MODI IN GUIDA D'ONDA METALLICA; MODI TE, TM E TEM; CONSIDERAZIONI ENERGETICHE; LA GUIDA RETTANGOLARE: DISTRIBUZIONE DELLA POTENZA TRASPORTATA DAI MODI; ORTOGONALITÀ DEI MODI; IL MODO FONDAMENTALE TE10 DI UNA GUIDA RETTANGOLARE E SUE CARATTERISTICHE; LINEA DI TRASMISSIONE BIFILARE. (LEZIONE 3 ORE)

GUIDE AD ONDA SUPERFICIALE: CARATTERISTICHE E MODALITÀ DI PROPAGAZIONE DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO; MODI SUPPORTATI E LORO CONFIGURAZIONE; EQUAZIONE CARATTERISTICA DEI MODI E SUA RISOLUZIONE CON METODO GRAFICO; FREQUENZE DI TAGLIO DEI MODI E LORO CALCOLO. (LEZIONE 5 ORE)

LA MICROSTRISCIA: STRUTTURE INTEGRATE IN MICROSTRISCIA; FORMULE APPROSSIMATE PER IL CALCOLO DELLA FREQUENZA DI LAVORO DI UN CIRCUITO IN MICROSTRISCIA; PERDITE E ATTENUAZIONE DI UNA MICROSTRISCIA; PROGETTO DI UN DISPOSITIVO IN MICROSTRISCIA UTILIZZANDO UN APPROCCIO CIRCUITALE; CALCOLO DELLA PERMITTIVITÀ EFFICACE, DELL'IMPEDENZA CARATTERISTICA E DELLA LARGHEZZA DI UNA MICROSTRISCIA; LINEE GUIDA PER IL PROGETTO DI SEMPLICI CIRCUITI IN MICROSTRISCIA. (LEZIONE 5 ORE)

LA CARTA DI SMITH: CIRCUITO EQUIVALENTE A PARAMETRI CONCENTRATI; RAPPRESENTAZIONE DI IMPEDENZE E COEFFICIENTI DI RIFLESSIONE SUL PIANO COMPLESSO; RETI DI ADATTAMENTO; ADATTAMENTO CONIUGATO; RETI A LAMBDA/4; STRUTTURE MULTISEZIONE; PROGETTAZIONE DI UN CIRCUITO DI ADATTAMENTO MEDIANTE IMPIEGO DELLA CARTA DI SMITH; CIRCUITI DI ADATTAMENTO A UNO, DUE, TRE STUB; VERIFICA DELL'ESISTENZA DI UNA REGIONE PROIBITA. (LEZIONE 6 ORE)

ESERCIZI DI CALCOLO DELL'IMPEDENZA DI CARICO E DI INGRESSO DI UNA LINEA ARBITRARIA MEDIANTE LA CARTA DI SMITH; PROBLEMI APPLICATIVI; ESERCITAZIONE SULL'USO DELLA CARTA DI SMITH; PROGETTO DI RETI ADATTATE; ADATTAMENTO A UNO, DUE E TRE STUB. (LEZIONE 5 ORE)

TEORIA CIRCUITALE DELLE GUIDE D'ONDA; LINEE DI TRASMISSIONE EQUIVALENTE; CALCOLO DEI PARAMETRI DI EQUIVALENZA; MATRICE DELLE IMPEDENZE, MATRICE DELLE AMMETTENZE, MATRICE DI SCATTERING; DOPPIO BIPOLO CHIUSO SU CARICO NON ADATTATO; CIRCOLATORE ORARIO ED ANTIORARIO. (LEZIONE 5 ORE)

FILTRI A MICROONDE: USO DELLE MATRICI CARATTERISTICHE PER LE GIUNZIONI; MATRICE DI TRASMISSIONE; FORMULE DI TRASFORMAZIONE TRA MATRICI; I FILTRI A MICROONDE; I FILTRI IDEALI: TIPOLOGIE E CARATTERISTICHE; PARAMETRI CARATTERISTICI E DI QUALITÀ DI UN FILTRO IMPLEMENTAZIONE PRATICA DEI FILTRI A MICROONDE; TRASFORMAZIONI DI RICHARDS E IDENTITÀ DI KURODA; FILTRI IN MICROSTRISCIA; FILTRI STEPPED-IMPEDANCE. (LEZIONE 6 ORE)

ESERCIZI SUI FILTRI A MICROONDE; ESERCIZI SULLA REALIZZAZIONE DI UN FILTRO A PARTIRE DA PROTOTIPI A PARAMETRI CONCENTRATI; IMPLEMENTAZIONE DEL FILTRO A PARAMETRI DISTRIBUITI. (ESERCITAZIONE 3 ORE)

CIRCUITI RISONANTI: FATTORE DI QUALITÀ DI UN CIRCUITO RISONANTE CARICATO; CIRCUITI RISONANTI A PARAMETRI DISTRIBUITI; LINEE DI TRASMISSIONE RISONANTI ED ANTIRISONANTI; LA RISONANZA DI UN CIRCUITO IN ASSENZA DI PERDITE E CON PICCOLE PERDITE. (LEZIONE 5 ORE)

COMPONENTI A MICROONDE: AMPLIFICATORI E TRANSISTOR ALLE FREQUENZE DI MICROONDE; GUADAGNO E STABILITÀ; IMPIEGO DELLA CARTA DI SMITH PER IL PROGETTO DI AMPLIFICATORI STABILI. (LEZIONE 3 ORE)

ANALISI NUMERICA DI UN FILTRO CON SOFTWARE DI SIMULAZIONE AGLI ELEMENTI FINITI; IMPIEGO DI UNA MACCHINA A CONTROLLO NUMERICO PER LA REALIZZAZIONE CON MICROFORGIA DI CIRCUITI STAMPATI SU PCB; CARATTERIZZAZIONE DI COMPONENTI IN MICROSTRISCIA CON ANALIZZATORE DI RETI. (LEZIONE 5 ORE)

IL RISCALDAMENTO A MICROONDE: CARATTERISTICHE ELETTROMAGNETICHE DEI MATERIALI; IL RISCALDAMENTO A MICROONDE; APPARATI E COMPONENTI PER IL RISCALDAMENTO A MICROONDE. (LEZIONE 2 ORE)

RISOLUZIONE DI QUESITI D'ESAME; SIMULAZIONE ESAME SCRITTO. (ESERCITAZIONE 5 ORE)
Metodi Didattici
LA METODOLOGIA DIDATTICA UTILIZZATA DURANTE IL CORSO PREVEDE LEZIONI FRONTALI PER 4CFU (40 ORE) SUPPORTATE DA ESERCITAZIONI ESSENZIALMENTE DI TIPO NUMERICO SU COMPUTER. SONO PREVISTE QUATTRO DISTINTE ESPERIENZE DI LABORATORIO DI CINQUE ORE L'UNA PER UN COMPLESSIVO DI 2 CFU (20 ORE) DI ATTIVITÀ DI LABORATORIO. L’INSEGNAMENTO PREVEDE L’OBBLIGO DI FREQUENZA ED È RICHIESTO ALMENO L'80% DI FREQUENZA NECESSARIA PER ACCEDERE ALL’ESAME DI PROFITTO. LE MODALITÀ DI ACCERTAMENTO DELLA FREQUENZA AVVENGONO TRAMITE TIMBRATURA DEL BADGE PERSONALE DELLO STUDENTE SOTTO LA SUPERVISIONE DEL DOCENTE. PER LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO TRAMITE RICONOSCIMENTO DELLO STUDENTE E FIRMA DI UN FOGLIO DI PRESENZA. E' RICHIESTA LA PRESENZA DEL 100% DELLE ATTIVITÀ DI LABORATORIO. GLI STUDENTI CHE PER MOTIVATE RAGIONI SI SONO ASSENTATI POSSONO RECUPERARE L'ATTIVITÀ IN ORARIO CONCORDATI COL DOCENTE.
Verifica dell'apprendimento
L'ESAME PREVEDE LO SVOLGIMENTO DI UNA PROVA SCRITTA ED UNA ORALE. PER ACCEDERE ALL'ORALE OCCORRE SUPERARE LA PROVA SCRITTA CON UN VOTO MINIMO DI 18/30.

1)LA PROVA SCRITTA È TESA A VALUTARE LE CAPACITÀ OPERATIVE NELLO STUDIO DI SEMPLICI DISPOSITIVI A MICROONDE (FILTRI PASSABANDA, PASSABASSO, CIRCUITI DI ADATTAMENTO). LA PROVA SCRITTA È DELLA DURATA DI 1 ORA E ½ E CONSISTE IN DUE QUESITI SCRITTI SU:
A.ADATTAMENTO DI UN CIRCUITO A MICROONDE
B.PROGETTAZIONE DI UN FILTRO A MICROONDE
C. DIECI QUESITI A RISPOSTA MULTIPLA SU ARGOMENTI DI TEORIA.

2)L’ESAME ORALE FINALE È VOLTO AD APPROFONDIRE IL LIVELLO DELLE CONOSCENZE TEORICHE, L’AUTONOMIA DI ANALISI E GIUDIZIO, NONCHÉ LE CAPACITÀ ESPOSITIVE DELL’ALLIEVO.

IL LIVELLO DI VALUTAZIONE DELLE PROVE TIENE CONTO DELL’EFFICIENZA DEI METODI UTILIZZATI, DELLA COMPLETEZZA ED ESATTEZZA DELLE RISPOSTE, NONCHÉ DELLA CHIAREZZA NELLA PRESENTAZIONE.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO, PARI A 18/30, È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA INCERTEZZE NELL’APPLICAZIONE DEI METODI DI SOLUZIONE DEI CIRCUITI PROPOSTI E HA UNA LIMITATA CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI PROPRIETÀ DEI DIVERSI TIPI DI COMPONENTI E CIRCUITI.

IL LIVELLO MASSIMO (30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI METODI ED È IN GRADO DI RISOLVERE I PROBLEMI PROPOSTI PERVENENDO IN MODO EFFICIENTE ED ACCURATO ALLA SOLUZIONE E MOSTRA UNA NOTEVOLE CAPACITÀ DI COLLEGARE LE PROPRIETÀ DEI DIVERSI TIPI DI COMPONENTI E CIRCUITI.
IL VOTO FINALE, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, SI OTTIENE COME MEDIA DELLE PROVE CON IL SEGUENTE PESO:
PROVA SCRITTA: 40% DEL VOTO FINALE;
COLLOQUIO ORALE: 60% DEL VOTO FINALE.
LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI ED OPERATIVI E MOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI DAL DOCENTE.
Testi
[1] D. M. POZAR, "MICROWAVE ENGINEERING", 2ND ED., J. WILEY & SONS INC., 1998
[2] R. E. COLLIN, "FOUNDATIONS FOR MICROWAVE ENGINEERING, JOHN WILEY & SONS LTD., NEW YORK 2000.
[3] J.-S. HONG, M. J. LANCASTER, "MICROSTRIP FILTERS FOR RF/MICROWAVE APPLICATIONS", JOHN WILEY & SONS LTD., NEW YORK 2001.
[4] DISPENSE INTEGRATIVE FORNITE DAL DOCENTE DISPONIBILI SUL SITO WEB DI UNICA DEL DOCENTE
Altre Informazioni
IL CORSO E' EROGATO IN ITALIANO.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-05]