Il trasporto dell'informazione, in qualunque sistema elettronico o fotonico, avviene sempre tramite propagazione di onde elettromagnetiche. Tali fenomeni sono completamente descritti dalle equazioni di Maxwell, il cui studio metodologico costituisce un punto fondamentale di tutti i curriculum in ingegneria elettronica e dell'informazione. Oltre alle applicazioni classiche nel campo delle comunicazioni a radiofrequenza, microonde, onde millimetriche e ottica, la continua crescita della tecnologia elettronica rende necessario considerare correttamente i fenomeni elettromagnetici nella progettazione di quasi tutti i componenti e sottosistemi elettronici.

Capacità di comprendere i fenomeni associati ai campi elettromagnetici in regime dinamico, ed in particolare tempo-armonico per gli ambiti applicativi più rilevanti dell'ingegneria dell'informazione: componenti e sottosistemi elettronici a radiofrequenza, microonde ed onde millimetriche, propagazione wireless.
Capacità di applicare metodi di analisi a calcoli e semplici progetti relativi alle applicazioni dei campi elettromagnetici sopra citate.

Matematica di base, ed in particolare capacità di svolgere calcoli con i numeri complessi ed i vettori; studio di funzioni, conoscenze di base e capacità di svolgere esercizi su: calcolo integrale e differenziale in più variabili, calcolo integrale e differenziale di campi vettoriali.
Conoscenze di base e capacità di svolgere calcoli con funzioni di variabile complessa e trasformate di Fourier.
Conoscenze di base e capacità di svolgere esercizi su equazioni differenziali a derivate ordinarie.
Nozioni elementari di fisica sulle grandezze elettriche, magnetiche ed elettromagnetiche, e sulle proprietà energetiche del campo elettromagnetico.
Elettrotecnica: capacità di svolgere esercizi su reti in regime sinusoidale.

• Linee di trasmissione (3.4 CFU): Modello a parametri concentrati. Equazioni delle linee e loro soluzione. Transitori su linee di trasmissione. Linee nel dominio della frequenza. Carta di Smith. Adattamento di impedenza. Matrice scattering. Linee con perdite.

• Guide d’onda metalliche (2 CFU) :
Introduzione e concetti fondamentali. Soluzione generale per modi TEM, TE e TM. Linea modale e parametri. Guida d’onda rettangolare, guida circolare e cavo coassiale. Discontinuita’ dielettriche e metalliche. Perdite in guida d’onda. Sorgenti in guida d’onda.

• Equazioni di Maxwell e polarizzazione (0.6 CFU) :
Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo e della frequenza. Definizione di polarizzazione. Studio della polarizzazione (lineare, circolare, ellittica).

• Onde piane e mezzi materiali (1.4 CFU):
Equazione d’onda nel vuoto e soluzione. Onde piane in mezzi senza perdite. Parametri caratteristici. Onde piane in mezzi con perdite. Riflessione piana: coefficienti di Fresnel.

• Antenne ed equazione della trasmissione (2 CFU) :
Cenni alla irradiazione in spazio libero. Condizioni di campo lontano. Diagramma di irradiazione. Parametri di antenna.
Irradiazione da un dipolo elementare. Antenne in trasmissione. Antenne in ricezione. Equazione della trasmissione. Schiere di antenne.

LABORATORI SPERIMENTALI (0,6 CFU)
1. Transitori su linee di trasmissione.
2. Misura di parametri scattering di componenti in microstriscia mediante analizzatore di reti (descrittivo).
3. Misure di impedenza mediante linea a fessura.
4. Misura del diagramma di irradiazione di un’antenna.

F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill, 2004.
D. Pozar, Microwave Engineering, Addison Wesley, 3rd edition, 2005.
P.Savi, G.Vecchi, "Linee di trasmissione, guide d’onda e antenne: esercizi svolti", CLUT, 2003.

Sul portale della didattica saranno disponibili: le informazioni e gli avvisi riguardanti gli aspetti organizzativi del corso, i testi degli esercizi svolti in aula, le dispense del corso in formato pdf.

MODALITA’ DI VERIFICA
L’esame consiste in una prova scritta (valutata in trentesimi) ed in una prova orale (valutata in trentesimi). La prova scritta (durata 2 ore) consiste nello svolgimento di due o tre esercizi. La prova orale (durata di 20 minuti) consiste in due domande di teoria e si può sostenere solo se la prova scritta è sufficiente (>=18/30).

REGOLE DI VALUTAZIONE
Il voto finale è dato dalla media tra il voto della prova scritta e della prova orale a cui si sommano gli eventuali punti di laboratorio (0.5 trentesimi per ogni laboratorio frequentato).