Conoscenze e comprensione (Knowledge and understanding):
Il corso introduce i concetti fondamentali e le tecniche operative proprie dell'Elettromagnetismo Applicato, tenendo in considerazione le più rilevanti applicazioni nell'ambito dell'ingegneria elettronica. Partendo dall'imprescindibile sostrato teorico dell'elettrodinamica classica, ovvero le Equazioni di Maxwell e le condizioni al contorno per il campo elettromagnetico, gli studenti sono guidati verso lo studio e la comprensione della propagazione guidata e libera di onde elettromagnetiche, tenendo presenti i anche i principali meccanismi di radiopropagazione e le consolidate tecniche di progettazione.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione (Applying knowledge and understanding):
Alla fine del corso, lo studente sarà in grado di studiare la propagazione di onde elettromagnetiche in diversi ambienti di interesse ingegneristico (in linee di trasmissione, in strutture planari dielettriche multistrato, in interfacce miste metallo-dielettriche, in plasmi freddi etc.), nonché di condurre l'analisi teorica e la progettazione di alcune tipologie basilari di antenne, caratterizzate sia in trasmissione che in ricezione.
Autonomia di giudizio (Making judgements):
A conclusione del corso, lo studente dovrà essere in grado di sfruttare le conoscenze acquisite per la soluzione di semplici problemi di progettazione elettromagnetica, riuscendo di volta in volta a comprendere quale modello, fra quelli studiati, sia il più adeguato e accurato per ottenere una soluzione.
Abilità comunicative (Communication skills):
A conclusione del corso, ci si aspetta che lo studente sia in grado di trattare in modo esaustico, organico e ordinato i concetti di base trattati. In aggiunta, si richiede che lo studente sappia utilizzare le metodologie e le tecniche discusse nel corso per la soluzione di esercizi applicativi.
Capacità di apprendimento (Learning skills):
Lo studente sarà in grado di ampliare in autonomia le proprie conoscenze sulla teoria dei campi elettromagnetici, delle antenne e della radiopropagazione, sia attraverso l’approfondimento dei testi di riferimento, sia per mezzo di articoli su riviste scientifiche specializzate, nonché tramite gli spunti offerti dalle attività seminariali organizzate all’interno dell’insegnamento.
Il corso include sia lezioni teoriche che esercitazioni di laboratorio o al calcolatore.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza, potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel Syllabus.
- Conoscenza del calcolo differenziale e integrale per funzioni scalari e vettoriali in più variabili.
- Conoscenza degli argomenti principali del corso di Fisica II (Elettrostatica, Magnetostatica e Ottica).
- Conoscenze di Teoria dei Circuiti e di Teoria dei Segnali.
Sebbene la frequenza delle lezioni non sia obbligatoria, è fortemente consigliata.
0) Brevi richiami sugli operatori differenziali e sulle coordinate curvilinee ortogonali
1) Le equazioni di Maxwell
2) Equazione d'onda e studio delle onde piane
3) Linee di trasmissione e tecniche di adattamento
4) Riflessione e trasmissione di onde piane e interfacce planari multistrato
5) Teoria della radiazione e delle antenne
6) Antenne in trasmissione e in ricezione
7) Laboratorio, simulazione e CAD
Elettromagnetismo applicato:
[1] C. A. Balanis, "Advanced Engineering Electromagnetics", Wiley.
[2] G. Franceschetti, "Campi Elettromagnetici", Bollati Boringhieri.
[3] G. Gerosa, P. Lampariello, "Lezioni di Campi Elettromagnetici", Edizioni Ingegneria 2000.
[4] J. Van Bladel, "Electromagnetic Fields", 2nd edition, IEEE Press Series on EM Wave Theory.
[5] C. G. Someda, "Electromagnetic Waves", CRC Press.
Fondamenti di antenne:
[6] C. A. Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", Wiley.
[7] F. S. Marzano, N. Pierdicca, "Fondamenti di Antenne", Carocci.
[8] S. J. Orfanidis, "Electromagnetic Waves and Antennas", vol. II (Antennas).
Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | 0) Overview of orthogonal curvilinear coordinates and differential operators | Studium |
2 | 1) Maxwell equations and foundations of classical electrodynamics | [1], [2], [3], [4] and [5] |
3 | 2) Wave equation and plane waves | [1], [2], [3], [4], and [5] |
4 | 3) Transmission lines and matching techniques | [2], [3], and Studium |
5 | 4) Reflection and transmission of plane waves in multilayer planar interfaces | [1], [2], [3], and Studium |
6 | 5) Radiation theory and antennas | [6], [7], [8], and Studium |
7 | 6) Transmitting and receiving antennas | [6], [7], [8], and Studium |
8 | 7) Laboratory, simulations and CAD | Studium |
Prove scritta e orale.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Le domande richieste più di frequente ricalcano il programma dettagliato del corso.