Antenne 2 modulo per il corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica Antenne per il corso di Laurea Specialistica in Telecomunicazioni

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Virginia Casini
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1 Programma di esame anno accademico corso di: Antenne 2 modulo per il corso di aurea Specialistica in Ingegneria Elettronica Antenne per il corso di aurea Specialistica in Telecomunicazioni Con riferimento alle dispense distribuite dal docente e disponibili sulla pagina web del corso, si indicano Per gli studenti di elettronica i paragrafi che costituiscono richiami dei corsi precedenti che si assumeranno comunque acquisiti e noti agli studenti nel corso dell esame, ovvero programma specifico di esame, in aggiunta ad una tesina concordata con il docente. Per gli studenti di telecomunicazioni i paragrafi che costituiscono richiami di precedenti corsi che si assumeranno comunque acquisiti dallo studente, quelli che costituiscono programma specifico di esame ed infine quelli che sono stati oggetto di esercitazioni in forma di seminari che non costituiranno specifica domanda d esame ma la cui conoscenza può rappresentare ulteriore elemento di merito. Taluni argomenti a lezione sono stati semplificati rispetto alla trattazione delle dispense, come può essere verificato dalla copia delle viewgraph usate dal docente e disponibili nella pagina web. Argomenti/paragrafi 1. FONDAMENTI DI ANNNE Ri chi am i pe r E ET Pro gra m ma esa me E E Ric hi am i per Pro gra m ma esa me Ese rci taz & se mi nar 1.1 CONCETTO DI ANNNA 1.1.a Definizioni di antenna 1.1.b Elementi di storia delle antenne 1.2 TIPOOGIE DI ANNNE 1.2.a Bande di frequenza 1.2.b Panoramica su tipologie di antenne 1.3 CAMPI E.M. IRRADIATI DA ANNNE 1.3.a Campi a grande distanza e regioni di campo 1.3.b Densità di potenza, intensità di radiazione e potenza irradiata 1.4 PARAMETRI DI ANNNE IN TRASMISSIONE 1.4.a Solido e diagramma di radiazione 1.4.b Angolo solido di radiazione ed efficienza di lobo 1.4.c Direttività e guadagno 1.4.d Proprietà di polarizzazione dell antenna 1.4.e Circuito equivalente in trasmissione 1.4.f Efficienza totale di antenna Efficienza di adattamento ( mismatching efficiency ) Efficienza di radiazione ( radiation efficiency ) 1.5 PARAMETRI DI ANNNE IN RICEZIONE 1.5.a Circuito equivalente in ricezione 1.5.b unghezza elettrica equivalente 1.5.c unghezza magnetica equivalente 1.5.d Efficienza totale di antenna Efficienza totale di antenna in ricezione Efficienza di radiazione e di disadattamento in ricezione Efficienza di polarizzazione ( Polarization loss factor ) 1.5.d Area equivalente egame tra area equivalente e lunghezza equivalente

2 1.5.e Banda di frequenza 1.6 COEGAMENTO TRA ANNNE 1.6.a Collegamento in visibilità 1.6.b Parametri del collegamento 1.6.c Equazione del radar monostatico 1.6.d Temperatura di rumore di antenna 2. RADIAZIONE EETTROMAGNETICA 2.1EQUAZIONI DI MAWE NE DOMINIO DEA FREQUENZA 2.1.a Notazione complessa 2.1.b Equazioni di Maxwell 2.1.c Relazioni costitutive 2.2 RICHIAMI DI EETTROMAGNETISMO 2.2.a Teorema di unicità 2.2.b Teorema di dualità 2.2.c Condizioni al contorno 2.2.d Teorema di Poynting 2.2.e Potenziali elettrodinamici 2.2.f Onde piane 2.2.g Spettro di onde piane 2.3 OREMI FONDAMENTAI PER ANNNE 2.3.a Teorema delle immagini 2.3.b Teorema di reciprocità (di orentz) 2.3.c Teorema di equivalenza (di ove) 2.3.d Teorema di induzione 2.3.e Teorema di similitudine 2.3.f Teorema di Babinet 2.4 EQUAZIONI DI HEMHOTZ 2.4.a Deduzione dell equazione delle onde 2.4.b Soluzione mediante la funzione di Green 2.5 FORMUE DI RADIAZIONE E.M. 2.6 REGIONI DI CAMPO VICINO E ONTANO 2.6.a Approssimazione della distanza relativa osservatore-sorgente 2.6.b Regione di campo lontano radiativo o zona di Fraunhofer 2.6.c Regione di campo vicino radiativo o zona di Fresnel 2.6.d Distanza limite tra regioni di campo vicino e lontano 2.6.e Espressioni della funzione di Green in campo lontano 2.7 FORMUA DI RADIAZIONE E.M. MEDIAN PONZIAI 2.7.a Metodo dei potenziali in zona di Fraunhofer 2.7.b Formula di radiazione in campo lontano mediante potenziali 2.7.c Caso di sorgenti elettriche lineari 2.8 FORMUA DI RADIAZIONE DI STRATTON-CHU 2.8.a Eliminazione della differenziazione sulle sorgenti 2.8.b Sostituzione della densità di carica 2.8.c Formula di radiazione di Stratton-Chu 2.9 FORMUA DI STRATTON-CHU IN CAMPO ONTANO 2.9.a Calcolo approssimato dei termini differenziali 2.9.b Formula di radiazione in zona di Fraunhofer 3. ANNNE INEARI 3.1 CACOO DEI PARAMETRI DI ANNNE INEARI

3 3.1.a 3.1.b Parametri di antenne lineari Considerazioni energetiche sull impedenza di antenna 3.2 DIPOO EETTRICO EEMENTARE 3.2.a Radiazione e.m. in campo lontano 3.2.b Parametri del dipolo elettrico elementare 3.2.c Relazione tra area equivalente e direttività: caso particolare 3.3 SPIRA EEMENTARE DI CORREN O DIPOO MAGNETICO 3.3.a Equivalenza tra spira e dipolo magnetico 3.3.b Parametri d antenna della spira elementare di corrente 3.4 EQUAZIONE INGRAE DI HAEN PER DIPOI CIINDRICI 3.4.a Problema equivalente mediante teorema di induzione 3.4.b Deduzione dell equazione integrale di Hallen 3.4.c Soluzione approssimata dell equazione integrale di Hallen 3.4.d Analogia tra antenna lineare sottile e linea di trasmissione 3.4.e Soluzione numerica mediante il metodo dei momenti 3.5 ANNNE A DIPOO NON CARICA 3.5.a Distribuzione di corrente 3.5.b Intensità di radiazione e parametri di antenna 3.5.c Impedenza di ingresso 3.6 ANNNE RETTIINEE 3.6.a Dipolo corto non-caricato 3.6.b Dipolo a semionda non-caricato 3.6.c Dipolo a onda intera non-caricato 3.6.d Dipolo ripiegato a semionda 3.6.e Antenne lineari a monopolo 3.6.f Antenne lineari caricate 3.6.g Antenne lineari a onda progressiva 3.7 ANNNE INEARI NON RETTIINEE 3.7.a Antenna rombica 3.7.b Antenna lineare a V 3.7.c Antenna a diedro 3.7.d Antenna a portello 3.7.e Antenna a telaio 3.8 ANNNE INEARI A ARGA BANDA E ADATTAMENTO 3.8.a Dipoli a larga banda 3.8.b Antenne a elica 3.8.c Antenne biconiche 3.8.c Adattamento di antenne lineari a linee di trasmissione 4. ANNNE AD APERTURA 4.1 CONCETTO DI APERTURA 4.2 METODO DE APERTURA 4.2.a Campo a grande distanza: funzioni di illuminazione e di radiazione 4.3 METODO DEA TRASFORMATA DI FOURIER 4.3.a Sviluppo in onde piane in forma vettoriale 4.3.b Campo a grande distanza 4.4 VETTORE DI POYNTING E INNSITÀ DI RADIAZIONE 4.4.a Calcolo della potenza irradiata 4.4.b Calcolo della direttività 4.4.c Calcolo dell area equivalente

4 4.4.d 4.4.e Proprietà di normalizzazione di Ae e D Formula approssimata di angolo solido di radiazione e direttività (solo caso diagramma a ventaglio, vedi viewgraph) 4.5 APERTURE RETTANGOARI 4.5.a Aperture con funzione di illuminazione fattorizzabile 4.5.b Illuminazione uniforme 4.5.c Illuminazione triangolare 4.5.d Illuminazione cosinusoidale (guida d onda troncata) 4.5.e Effetto della rastremazione della funzioni di illuminazione 4.5.f Effetto di variazione di fase sull apertura 4.5.g Cerchio di visibilità 4.5.h Zone di Fresnel per antenne ad apertura 4.6 ANNNE A TROMBA 4.6.a Caratteristiche generali delle antenne a tromba 4.6.b Tromba divergente nel piano di E 4.6.c Tromba divergente nel piano di H 4.6.d Tromba piramidale 4.6.e Tromba conica 4.7 ANNNE A RIFETTORE 4.7.a Cenni di ottica geometrica Principio di Fermat Metodo del tubo di flusso 4.7.b Uso dell ottica geometrica nelle antenne a riflettore 4.7.c Metodo dell apertura 4.7.d Metodo delle correnti indotte 4.7.e Antenne a riflettore parabolico Illuminazione sulla bocca del riflettore Riflettori a focale lunga e corta 4.7.f Defocalizzazione di riflettori parabolici e riflettori a calotta sferica Riflettore a calotta sferica 4.7.g Antenne a doppio riflettore Esempi di antenne a doppio riflettore 4.8 IUMINATORI AD ATA EFFICIENZA 4.8.a Efficienza di polarizzazione 4.8.b Superfici corrugate 4.8.c Trombe corrugate 4.9 ANNNE A MICROSTRISCIA 4.9.a 4.8.b Caratteristiche generali Caratteristiche radiative 5. AINEAMENTI DI ANNNE 5.1 ASPETTI GENERAI 5.2 FATTORE DI AINEAMENTO 5.3 AINEAMENTI RETTIINEI 5.3.a Allineamenti rettilinei equidistanti 5.3.b Cerchio di visibilità per allineamenti rettilinei equidistanti 5.3.c Allineamenti di tipo Broadside e End-fire 5.4 AINEAMENTI RETTIINEI UNIFORMI 5.4.a Esempi di allineamenti uniformi (rettilinei equidistanti) 5.4.b Proprietà degli allineamenti uniformi (rettilinei equidistanti)

5 5.5 AINEAMENTI DI TIPO YAGI-UDA 5.5.a Analisi approssimata delle correnti 5.5.b Analisi approssimata del diagramma di radiazione 5.6 AINEAMENTI DI TIPO OG-PERIODICO 5.6.a Antenne frequenza-indipendenti 5.6.b Analisi dell antenna log-periodica dipolare 5.7 AINEAMENTI SIMMETRICI (NON UNIFORMI) 5.8 AINEAMENTI A SCANSIONE (PHASED ARRAY) 5.8.a Ampiezza del lobo principale negli allineamenti a scansione 5.9 SUPER AINEAMENTI 5.9.a Doppietto End-Fire di allineamenti Broadside 5.9.b Super-allineamenti uniformi 5.9.c Allineamento triangolare 5.9.d Allineamento binomiale 5.10 OTTIMIZZAZIONE DI AINEAMENTI: AINEAMENTI DOPH- CHEBYSHEFF 5.10.a Esempio allineamento Dolph-Chebysheff 6.1 ANNNA IN RICEZIONE 6.2 ANNNA IN ZONA DI FRESNE 6.3 TROMBA CON EN 6.4 POINOMI DI SCHEKUNOFF 6.5 METODO DEA TRASFORMATA DI FOURIER ( BEAM SHAPING ) 6.5a Sintesi di distribuzioni continue di corrente 6.5.b Sintesi di allineamenti 6.5.c Tecnica di sintesi di Woodward-awson

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