Programma :

1) Richiami di elettromagnetismo

- Equazioni di Maxwell
- Condizioni al contorno
- Condizioni di Sommerfeld
- Teorema di Poynting
- Equazione delle onde
- Polarizzazione
- Potenziali
- Funzione di Green per lo spazio libero
- Dipolo elettrico
- Spira circolare (dipolo magnetico)
- Correnti e cariche magnetiche
- Principio di dualità
- Principio delle immagini
- Teorema di unicità

2) Generalità sulle antenne

- Spettro elettromagnetico
- Classificazione delle antenne
- Meccanismo di radiazione
- Diagramma di radiazione
- Regioni di campo (Fresnel e Fraunhofer)
- Approssimazione di campo lontano
- Intensità di radiazione
- Direttività, guadagno, efficienza
- Larghezza di banda
- Polarizzazione
- Impedenza (rappresentazione circuitale delle antenne)
- Teorema di reciprocità
- Implicazioni del teorema di reciprocità
- Lunghezza efficace
- Area efficace
- Antenna factor
- Relazione guadagno-area efficace
- Temperatura di rumore di antenna

3) Antenne filiformi

- Equazione di Hallen
- Antenna corta
- Antenna a l/2
- Monopolo a l/4
- Dipolo ripiegato
- Antenna a onda progressiva
- Antenna rombica
- Metodo della f.e.m. per il calcolo della impedenza d'antenna

4) Antenne a schiera

- Schiera elementare a due elementi
- Principio di moltiplicazione dei diagrammi
- Impedenza mutua di antenne vicine
- Schiere lineari e uniformi
- Schiera broadside
- Schiera end-fire
- Schiera binomiale
- Rappresentazione del fattore di schiera con polinomio nella variabile complessa z
- Teoremi di Schellkunoff
- Sintesi mediante serie di Fourier
- Sintesi mediante polinomi di Tchebyscheff
- Schiere bidimensionali
- Schiera con elementi passivi
- Progetto di schiera Yagi-Uda

5) Antenne ad apertura

- Teorema di equivalenza
- Teorema di induzione
- Sorgente di Huygens
- Apertura su un piano assorbente
- Apertura su un piano metallico
- Radiazione da una guida d'onda troncata
- Radiazione da un cavo coassiale troncato
- Antenna a tromba

6) Antenne a riflettore

7) Antenne a microstriscia

- Modello a cavità
- Diagramma di radiazione
- Impedenza d'antenna

8) Propagazione

- Tratta radio
- Formula di Friis
- Ionosfera
- Propagazione di un'onda elettromagnetica in un plasma
- Effetto del campo magnetico terrestre (anisotropia)
- Rotazione di Faraday
- Condizione di isotropia del plasma
- Frequenza di plasma
- Rifrazione ionosferica: condizione di rientro a terra di un'onda elettromagnetica
- M.U.F.
- Altezza virtuale di uno strato ionosferico
- Ionogrammi
- Attenuazione supplementare per tratta ionosferica
- Propagazione troposferica
- Equazione iconale
- Curvatura della traiettoria di un'onda elettromagnetica nella troposfera
- Rifrazione troposferica
- Raggio terrestre equivalente
- Profilo del collegamento
- Diffrazione
- Ellissoidi di Fresnel
- Perdite nella troposfera
- Riflessione da suolo piano e conduttore
- Specchi elettromagnetici
- Progetto di una tratta di ponte radio

9) Sistemi wireless

- Propagazione in ambito urbano
- Propagazione su suolo riflettente
- Formule di Hata e di Okumura
- Formule di Walfish-Ikegami
- Ray tracing
- SAR
- Antenne per telefonia mobile

10) Esercitazioni di laboratorio

Misura delle "return loss" di un'antenna
Misura del diagramma di radiazione di un'antenna
Misura del guadagno di un'antenna
Caratterizzazione di un'antenna mediante analizzatore di reti vettoriale
Misura della polarizzazione di un’antenna
Misura dell'antenna factor

Testi di Riferimento :

- Giorgio Franceschetti “Campi elettromagnetici”, Boringhieri
- E. C. Jordan, K. G. Balmain “Electromagnetic waves and radiating Systems”, Prentice Hall Inc.
- C. A. Balanis “Antenna theory – Analysis and design”, John Wiley.

Modalità di svolgimento dell’esame :

Il corso comprende lezioni teoriche ed esercitazioni di laboratorio; l'esame consiste in una prova orale.