48
CAMPI ELETTROMAGNETICI
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’obiettivo formativo del corso è fornire agli studenti una preparazione teorica e applicativa avanzata sui principi di funzionamento e sulle tecniche di analisi e progettazione delle principali tipologie di antenne e sistemi radianti. Il corso mira a trasferire strumenti concettuali e metodologie matematiche di ampia generalità scientifica per la sintesi dei diagrammi di radiazione, l’analisi delle prestazioni radiative e la progettazione di sistemi di antenna operanti sia in spazio libero sia in ambienti complessi, anche mediante l’impiego di strumenti di simulazione numerica.
Prerequisiti
Conoscenza dei più importanti teoremi dell’elettromagnetismo applicato (corredata dalla acquisizione di tecniche matematiche cruciali per l’analisi rigorosa di dispositivi elettromagnetici notevoli) e del funzionamento di sistemi trasmissivi ad elevate prestazioni tra cui array di antenne e riflettori.
Metodi didattici
Lezioni in presenza ed esercitazioni. Seminari didattici.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene mediante un’unica prova orale.
L’esame consiste in un colloquio orale finalizzato ad accertare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso, con particolare riferimento ai principi di funzionamento degli array di antenne, alle tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione, alle antenne a riflettore e alle antenne stampate. La prova è inoltre finalizzata a valutare la capacità di applicare le conoscenze acquisite all’analisi e alla progettazione di sistemi radianti, l’autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento dello studente.
La prova orale è finalizzata a valutare:
- la conoscenza e la comprensione dei principi teorici alla base degli array di antenne e delle tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione;
- la capacità di analizzare e risolvere problemi relativi a sistemi radianti, antenne a riflettore e antenne stampate, anche mediante il riferimento a modelli e risultati di simulazione numerica;
- la capacità di applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite alla valutazione delle prestazioni radiative;
- la capacità di comunicare le conoscenze utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
Di norma, durante il colloquio vengono poste domande sugli argomenti trattati durante il corso.
Il voto finale è espresso in trentesimi e corrisponde alla valutazione complessiva della prova orale, tenendo conto del livello di conoscenza e comprensione, delle capacità applicative, dell’autonomia di giudizio e delle abilità comunicative dimostrate dallo studente.
Criteri di valutazione
30 - 30 e lode Eccellente
Lo studente: - dimostra una conoscenza completa e dettagliata dei contenuti del corso relativi ai principi di funzionamento delle antenne e dei sistemi radianti, agli array di antenne e alle tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione, alle antenne a riflettore e alle antenne stampate; utilizza una terminologia tecnica corretta, individua e spiega con precisione i principali concetti teorici e applicativi, integrando eventuali approfondimenti personali nella propria sintesi; - evidenzia una comprensione eccellente dei modelli teorici e dei fenomeni elettromagnetici trattati: distingue chiaramente tra le idee principali e quelle di supporto, sa inquadrare i punti chiave e collegare tra loro i diversi argomenti del corso; - manifesta capacità ben consolidate di applicare le conoscenze alla progettazione e all’analisi di sistemi radianti complessi, inclusi array multifascio, antenne a riflettore e antenne stampate, anche mediante strumenti di simulazione numerica; - espone i contenuti del corso in modo chiaro e strutturato: il suo discorso è organizzato, logico, maturo e conciso.
28 - 29 Ottimo
Lo studente: - dimostra una conoscenza approfondita dei contenuti del corso, quali array di antenne, tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione, antenne a riflettore e antenne stampate; utilizza una terminologia tecnica corretta e individua e spiega la maggior parte dei principali concetti; - evidenzia una solida comprensione dei modelli teorici e dei fenomeni elettromagnetici trattati; - manifesta ottime capacità di applicare le conoscenze allo studio e alla simulazione delle prestazioni radiative di sistemi di antenne; - espone i contenuti del corso in modo chiaro e articolato, con un discorso organizzato e coerente, pur ammettendo qualche imprecisione.
25 - 27 Buono
Lo studente: - dimostra una buona conoscenza dei principali contenuti del corso, quali i principi di funzionamento degli array di antenne, delle antenne a riflettore e delle antenne stampate; conosce i contenuti rilevanti anche se non sempre li spiega completamente; utilizza la terminologia tecnica, ma non sempre con precisione; - evidenzia una comprensione adeguata dei modelli teorici trattati, pur con qualche difficoltà nell’inquadramento completo dei concetti; - manifesta buone capacità di applicare le conoscenze allo studio di problemi di base relativi alla progettazione e all’analisi di sistemi radianti; - espone i contenuti del corso in modo generalmente chiaro, ma con un’organizzazione talvolta schematica e con alcune imprecisioni terminologiche.
22 - 24 Discreto
Lo studente: - dimostra un’accettabile conoscenza dei principali argomenti del corso, quali gli array di antenne, le tecniche di sintesi dei diagrammi e le principali tipologie di antenne; conosce la maggioranza dei contenuti ma manifesta alcune lacune e mostra una certa confusione in alcuni concetti; - evidenzia una comprensione essenziale dei modelli teorici trattati; - manifesta discrete capacità di applicare i concetti fondamentali allo studio di problemi relativamente semplici; - espone i contenuti del corso in modo corretto ma senza una struttura del tutto chiara e coerente.
18 - 21 Sufficiente
Lo studente: - dimostra una conoscenza limitata dei contenuti fondamentali del corso relativi alle antenne e ai sistemi radianti; conosce i contenuti più rilevanti ma manifesta numerose lacune e individua solo parzialmente i concetti chiave; - dimostra una comprensione basica dei modelli teorici trattati e incontra difficoltà nel collegare tra loro i principali concetti; - manifesta incertezze nell’applicazione delle conoscenze allo studio di problemi di base; - espone i contenuti in modo poco chiaro e talvolta confuso, utilizzando una terminologia tecnica non sempre appropriata.
Insufficiente
Lo studente: - dimostra una conoscenza scarsa e frammentaria dei contenuti del corso relativi agli array di antenne, alle tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione e alle principali tipologie di antenne; non conosce i contenuti essenziali e non individua i concetti chiave; - manifesta gravi errori di comprensione dei modelli teorici trattati; - non è in grado di applicare i concetti fondamentali alla risoluzione di problemi di base; - non raggiunge un livello accettabile di chiarezza e articolazione del pensiero relativo ai contenuti del corso.
Testi
R. E. Collin, Antennas And Radiowave Propagation, ed. Mcgraw-Hill.
G. Franceschetti, Campi Elettromagnetici, ed. Bollati Boringhieri.
G. Franceschetti, Electromagnetics : theory, techniques, and engineering paradigms, ed. Plenum Press.
C. A. Balanis, Antenna Theory, ed. Wiley & Sons
Contenuti
Il corso fornisce una preparazione teorica e applicativa avanzata sulle principali tipologie di antenne e sistemi radianti, con particolare riferimento agli array di antenne, alle tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione, alle antenne a riflettore e alle antenne stampate. L’insegnamento integra lo studio dei modelli teorici con attività pratiche di simulazione numerica, finalizzate all’analisi delle prestazioni radiative, alla progettazione di sistemi multifascio e riconfigurabili e alla valutazione degli effetti delle antenne in prossimità del corpo umano.
Programma del corso
1 CFU – Array di antenne e sintesi dei diagrammi: Array di antenne lineari: richiami teorici; array planari; scansione elettronica del fascio; array multifascio.
Il problema della sintesi degli array; sintesi interna e sintesi esterna; classificazione dei problemi di sintesi in funzione delle specifiche di campo e dei gradi di libertà. Sintesi ottima in potenza con maschera di fasci sottili (fascio somma e fascio differenza), fasci sagomati e fasci riconfigurabili.
Esercitazione pratica: sintesi di array di antenne mediante codice Matlab.
1 CFU – Antenne a riflettore: Richiami sul funzionamento delle antenne a riflettore: approssimazione di ottica geometrica e di ottica fisica; guadagno ed efficienze; riuso in polarizzazione; configurazioni alternative a doppio riflettore.
Esercitazione pratica: analisi e simulazione di antenne a riflettore mediante software di simulazione elettromagnetica.
1 CFU – Antenne stampate e interazione con il corpo umano: Antenne stampate: antenna a microstriscia; antenna a patch; antenna Vivaldi; antenne a fessura. Effetti delle antenne in prossimità del corpo umano e valutazione delle interazioni elettromagnetiche.
Esercitazione pratica: simulazione di antenne stampate e analisi degli effetti su fantocci umani mediante software di simulazione elettromagnetica.
RISULTATI ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione: Al superamento dell’esame lo studente conosce e comprende i principi di funzionamento degli array di antenne, le tecniche di sintesi dei diagrammi di radiazione, le caratteristiche delle antenne a riflettore e delle antenne stampate e i principali parametri di prestazione dei sistemi radianti, inclusi gli effetti dell’interazione con il corpo umano.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente è in grado di applicare le conoscenze teoriche e pratiche alla sintesi e all’analisi di array di antenne, alla valutazione delle prestazioni di antenne a riflettore e stampate e all’utilizzo di strumenti di simulazione numerica per lo studio dei sistemi radianti e delle loro interazioni con l’ambiente.
Autonomia di giudizio: Lo studente è in grado di valutare criticamente diverse soluzioni progettuali per sistemi radianti, confrontandone le prestazioni in termini di diagramma di radiazione, guadagno, efficienza, riconfigurabilità e impatto elettromagnetico.
Abilità comunicative: Lo studente è in grado di descrivere e discutere in modo chiaro e rigoroso le soluzioni teoriche e progettuali relative agli array di antenne, alle antenne a riflettore e alle antenne stampate, utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
Capacità di apprendimento: Lo studente è in grado di approfondire autonomamente le tematiche trattate, di aggiornare le proprie conoscenze nel settore delle antenne e dei sistemi radianti e di applicare le metodologie apprese a nuovi problemi e tecnologie emergenti.
Altre informazioni
Codice teams: 5jwq13l