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Propagazione Libera

[1° Modulo del corso Propagazione Elettromagnetica (C.I.) ]

 

Docente:     Prof. Ing. Vittorio Degli Esposti        [email protected]

Tutor:         Ing. Enrico Vitucci                            [email protected]

 

 


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Il corso si propone di fornire agli studenti strumenti di base per la comprensione dei fenomeni di propagazione del campo elettromagnetico, con particolare attenzione ai fenomeni della emissione, della propagazione in spazio libero e della ricezione di segnali radio.  


Programma del corso

Postulati elementari dell'elettromagnetismo macroscopico, campo elettrico e magnetico. Richiamo delle Equazioni di Maxwell (EdM) in forma integrale. Sorgenti e utilizzatori.

Passaggio alle EdM in forma differenziale. Condizioni di continuità del campo su una superficie. Vettori complessi rappresentativi. Le EdM nei fasori. La permittività elettrica complessa.

Relazioni energetiche: il teorema di Poynting e il relativo vettore. Il teorema di unicità della soluzione.

Il problema omogeneo: una particolare soluzione delle EdM in un dominio mono-dimensionale: le equazioni delle onde nel dominio del tempo e della frequenza. La soluzione generale della equazione di Helmholtz: le onde piane uniformi TEM. Caratteristiche generali, cenno all'integrale generale di onde piane.  Multicolore Multicolore Borsa Tracolla Borsa Tracolla Br381 Kipling Borsa Tracolla Kipling Br381 Br381 F6qTBWnHwCenno su riflessione e rifrazione di onde piane. Metodi per guidare la propagazione: riflessione totale, principio delle fibre ottiche.

Il problema non omogeneo. Possibilità di soluzione delle EdM attraverso l'uso del potenziale vettore: indicazione della procedura.

Il campo generato da un elemento di corrente e quello di una distribuzione lineare di corrente. Espressione esatta del campo dell'elemento di corrente. Condizioni di campo vicino e lontano.

Il problema della radiazione affrontato attraverso principi di conservazione della energia, linearità, analogia tra campo lontano, onde sferiche ed onde piane locali.Da nero Bianco XXXL Race Running Erima bianco Line Maglietta anni

Il momento equivalente, condizioni di campo lontano rispetto alle dimensioni della sorgente.

Antenne e loro caratterizzazione, funzione di radiazione, diagramma di radiazione, grandezze caratteristiche. Caratterizzazione di una antenna in emissione e ricezione. Area efficace, rendimento, guadagno in direttività ed in potenza. Cenno ai vari tipi di antenne. Formula di trasmissione e applicazioni. Progetto di massima di un radiocollegamento.

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Programma delle esercitazioni

Richiami di matematica. Campi vettoriali, integrali di linea, di superficie, e di volume. Applicazione al caso vettoriale. Concetti di flusso e circuitazione. I sistemi di riferimento cartesiano, cilindrico e sferico.

Visualizzazione tramite strumenti software del campo e.m. Polarizzazione del campo e.m.

I potenziali elettrico e magnetico. Approssimazione circuitale nel caso quasi stazionario. Circuiti a costanti concentrate. Capacità, induttanza, ecc. Leggi di Kirchhoff e legge di Ohm generalizzata.

Circuiti a costanti distribuite. Il modello circuitale delle linee di trasmissione. Soluzione delle equazioni dei telefonisti e interpretazione nel caso privo di perdite. Esempi di adattatori.

Schiere di antenne uniformi, fattore di schiera, schiere broad-side, end-fire.

Esempi di interesse pratico. Esercizi d'esame.piatto davanti da Moss Pantaloni taglio 1851 pantaloni con uomo sui sartoriale qOvvC6w


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-   Dispense del corso  

-   G. Conciauro, L. Pellegrini, Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw-Hill, 2003

-   P. Bassi et alii, Propagazione di onde elettromagnetiche, CLUEB, 2006

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-      G. Conciauro, Introduzione alle onde elettromagnetiche, McGraw-Hill, 1993

-      V. Rizzoli, Lezioni di Campi Elettromagnetici - Propagazione libera e antenne, Ed. Progetto Leonardo, Bologna, 1998

-   S. Ramo, J. Whinnery, T. Van Duzer: Fields and Waves in Communication Electronics, Wiley, 1994

 

Per un ripasso delle principali nozioni di calcolo vettoriale e integro-differenziale si consigliano i seguenti testi:

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-   K. F. Riley, M. P. Hobson, S. J. Bence, Mathematical Methods for Physics and Engineering: A Comprehensive Guide, 3rd Edition, Cambridge University Press, 2006 ( in particolare, il cap. 10, "Vector calculus" e il cap. 11, "Line, surface and volume integrals" )

 

-   Robert Wrede, Murray R. Spiegel - Schaum's Outline of Theory and Problems of Advanced Calculus, 2nd Edition, McGraw-Hill, 2002   ( in particolare, il cap. 7, "Vectors" e il cap. 10, "Line Integrals, Surface Integrals and Integral Theorems" )

 

Per la teoria assiomatica delle linee di trasmissione e l'adattamento si consiglia:

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-  V. Rizzoli, A. Lipparini - Propagazione elettromagnetica guidata, Parte Seconda, Ed. Progetto Leonardo-Esculapio, Bologna, 1999 (solamente Appendici B e C)

 


Materiale didattico

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Dispense del corso

Dispense delle esercitazioni 

Lucidi delle esercitazioni

      Materiale integrativo (richiami dai corsi di analisi matematica e fisica):

Links utili


Regolamento delle prove d'esame

La prova d'esame è scritta e orale.

La prima prova d'esame si svolge dopo la fine del corso. 

Lo scritto è superato se il voto complessivo  risulta maggiore o uguale a 18. E' possibile visionare ed eventualmente discutere la prova scritta (anche se insufficiente) solo durante la prova d'esame. Candidati la cui prova scritta è insufficiente sono sconsigliati a sostenere l'orale. 

La validità degli scritti è limitata all'appello corrente.

Il voto finale risulta dalla valutazione complessiva di scritto e orale e deve essere registrato nella data dell’ appello ufficiale in cui si sostiene l’orale.

La prova orale verte su tutto il programma e deve essere sostenuta nello stesso appello d’esame in cui si è superata la prova scritta. Un orale gravemente insufficiente può pregiudicare l’esito dell’esame, qualunque sia il voto dello scritto. 

Eventuali deroghe alle regole sopradescritte saranno considerate caso per caso.

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Orario delle lezioni

I ciclo
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15.00      

  

 
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Comunicazioni agli studenti