Sistemi a Radiofrequenza e Antenne

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1 Sistemi a Radiofrequenza e Antenne Corso di Laurea: Ingegneria delle Telecomunicazioni Docenti: Prof. Giuseppe Macchiarella (Sistemi RF) Prof. Michele D Amico (Antenne)

2 Informazioni utili (1) Prof. Giuseppe Macchiarella Dipartimento Elettronica e Informazione (Sezione TLC) Tel: macchiar@elet.polimi.it Website: Ricevimento: Giovedi Prof. Michele D Amico Dipartimento Elettronica e Informazione (Sezione TLC) Tel: damico@elet.polimi.it Website: Ricevimento: giovedì (o su appuntamento)

3 Informazioni utili (2) Orario Lezioni/Esercitazioni Martedì: Aula L26.03 (Sistemi RF) Mercoledi: Aula EG3 (Sistemi RF) Giovedì: Aula EG4 (Antenne) Venerdì: Aula D11 (Antenne) Modalità d'esame L'esame consiste in una prova scritta divisa in due parti (una per ogni modulo del corso).

4 Testi Consigliati Sistemi RF David M. Pozar: Microwave Engineering, Addison-Wesley Michel Steer: Microwave and RF Design: A System Approach. Scitech Publishing, Inc. Sul sito é possibile reperire materiale didattico e informativo sul corso (compresi i lucidi) Antenne A. Paraboni: Antenne, CUSL Sul sito é possibile reperire materiale didattico e informativo sul corso

5 Le microonde nei sistemi di Telecomunicazione Il temine microonde usato usato nei sistemi di telecomunicazione, identifica usualmente segnali elettrici il cui spettro è compreso tra 300 MHz e 300 GHz (circa). La lunghezza d onda di questi segnali risulta quindi compresa tra 1m e 1mm L elevata frequenza dei segnali a microonde consente di utilizzare antenne che presentano maggiore guadagno a parità di dimensioni Maggiore guadagno delle antenne significa anche maggiore direttività; si riducono quindi le interferenze reciproche fra differenti collegamenti Mediante sistemi di telecomunicazione a microonde si è realizzata, per la prima volta, la copertura radio globale della terra (impiegando satelliti in orbita geostazionaria)

6 Con una portante radio a frequenza elevata si può trasmettere una maggiore quantità di informazione associata (= grande estensione di banda del segnale modulante) Il piccolo valore della lunghezza d onda rende possibile la realizzazione di sistemi di radiolocalizzazione (RADAR) e di posizionamento (GPS) Con segnali a microonde si sono sviluppate le tecnologie di radio aiuto alla navigazione aerea, oggi in estensione ai sistemi di trasporto terrestri (radar anticollisione, ecc) Con le microonde si sono sviluppati i sistemi di comunicazione cellulari, che oggi rappresentano un segmento di grande importanza economica nel mercato globale delle telecomunicazioni.

7 I circuiti a microonde Le tecnologie circuitali utilizzate per trattare tali segnali sono molto differenti da quelle impiegate per i segnali a bassa frequenza (dove le dimensioni dei componenti sono molto inferiori alla lunghezza d onda) I circuiti a microonde utilizzano tipicamente elementi distribuiti, costituiti cioè da tratti di linea di trasmissione opportunamente interconnessi; possono includere anche elementi concentrati e particolari componenti attivi allo stato solido, adatti al funzionamento ad altissima frequenza In tempi recenti le tecnologie di fabbricazione dei circuiti integrati si sono spinte, con l adozione di particolari materiali (GaAs), fino alle frequenze delle microonde (MMIC)

8 La teoria dei circuiti a microonde è derivata direttamente delle equazioni di Maxwell, che rappresentano i fondamenti matematici dell elettromagnetismo; peraltro solo particolari circuiti richiedono, per la loro progettazione, di far ricorso alla soluzione di tali equazioni (più precisamente delle equazioni d onda di Helmotz) I circuiti a microonde più comunemente utilizzati sono di tipo planare; per la loro progettazione si fa largo ricorso al CAD (come per i circuiti a costanti concentrate).

9 Programma di massima del corso Prima parte. Il ricevitore (trasmettitore) radio: schema generale e blocchi funzionali Seconda parte. Circuiti RF lineari e non linerari: metodi di analisi e caratterizzazione. Cenni sulle tecniche CAD Terza parte. Esempi di circuiti lineari: le reti di adattamento e trasformazione di impedenza. Gli accoppiatori direzionali Quartaparte. Circuiti attivi: l Amplificatore RF, l Oscillatore, il Mixer