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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
Insegnamento
ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION - ANTENNE E PROPAGAZIONE WIRELESS
INP7080597, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
IN2371, ordinamento 2017/18, A.A. 2018/19
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Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2018-IN2371-000ZZ-2018-INP7080597-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile MARCO SANTAGIUSTINA ING-INF/02

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP7080597 ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION - ANTENNE E PROPAGAZIONE WIRELESS MARCO SANTAGIUSTINA IN0520

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria delle telecomunicazioni ING-INF/02 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019

Syllabus
Prerequisiti: Il corso prevede la conoscenza delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo e dell'elettrotecnica, acquisibili nei corsi di Fisica II ed Elettrotecnica o Teoria dei circuiti.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di far acquisire agli studenti competenze specifiche nel progetto, realizzazione e caratterizzazione sperimentale di antenne e di collegamenti basati sulla trasmissione wireless. In particolare:
- conoscere i principi di propagazione wireless dei segnali elettromagnetici
-conoscere i parametri principali che specificano il funzionamento di un sistema di antenna
- conoscere le caratteristiche dei principali tipi di antenna comunemente utilizzati nella trasmissione wireless
- essere in grado di comprendere il funzionamento di un sistema di antenna
- essere in grado di progettare, anche al calcolatore, un sistema di antenna a partire da un insieme di specifiche assegnate.
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze ed abilità apprese viene effettuata con una prova d'esame suddivisa in due parti.
La prima parte consiste in una prova scritta, senza consultazione di testi o appunti, con esercizi assegnati al fine di verificare il livello di apprendimento e le abilità nella risoluzione di problemi relativi all'uso di sistemi di antenna ed alla progettazione di un radiocollegamento. La prova scritta consiste in 4 esercizi, ognuno con 3 o 4 quesiti a risposta generalmente numerica, inerenti la propagazione wireless, i parametri di antenna, la progettazione di un radiocollegamento.
La seconda parte consiste in una prova orale in cui lo studente presenta mediante lucidi
a) un progetto di antenna realizzato al calcolatore ed un argomento del corso
oppure in alternativa a scelta dello studente
b) due argomenti del corso.
I testi della prova orale sono assegnati 7 giorni prima della stessa.
Il voto finale sarà la media pesata del voto della prima e della seconda prova con pesi 22/30 e 8/30.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui si valuteranno le conoscenze ed abilità acquisite sono:
- completezza delle conoscenze
- capacità di presentare i risultati con la terminologia appropriata sia nella prova scritta che in quelle orali
- abilità nella risoluzione di problemi relativi ai radiocollegamenti
- abilità nella progettazione, anche al calcolatore, di antenne di assegnate specifiche.
Contenuti: Parte I: La propagazione wireless.
Equazioni di Maxwell e di Helmholtz nei mezzi omogenei. Regime sinusoidale, vettori complessi e polarizzazione. Onde elettromagnetiche e potenza trasportata (vettore di Poynting). I potenziali elettromagnetici.
Onde piane uniformi nei mezzi omogenei (vettore di Poynting, impedenza d’onda, velocità di fase). Le condizioni di continuità fra mezzi. Riflessione e rifrazione di onde piane su dielettrici e su conduttori. L’ottica geometrica. Cenni alla normativa di radioprotezione.
Cenni ai metodi numerici per la progettazione della copertura wireless indoor ed outdoor.

Parte II: Antenne.
Dipolo elementare: campo lontano e vicino.
Parametri di antenna: intensità di radiazione, diagrammi di radiazione, direttività, guadagno, rendimento, lunghezza efficace in trasmissione. Teoria circuitale delle antenne. Impedenza di ingresso e resistenza di radiazione. I parametri di scattering. Adattamento e bilanciamento dell’antenna.
Antenne in ricezione. Lunghezza efficace in ricezione ed area efficace. Reciprocità e relazioni fra parametri in trasmissione e ricezione. Esempi di parametri.
Antenne filiformi (dipoli corti, mezz’onda, e ad onda intera, dipoli multi banda ed a larga banda). Antenne con piano di massa (simmetrie ed antenne immagine). Momento di dipolo equivalente e sistema di sorgenti equivalenti.
La diffrazione. Antenne ad apertura e a riflettore. Antenne patch.
Schiere di antenne. Fattore di composizione. Schiere lineari uniformi. Schiere fasate. Antenne “smart” e per sistemi MIMO.
Architettura fisica dei collegamenti wireless (formula di Friis e varianti, cenni al rumore). Comunicazioni satellitari e ponti radio. Sistemi di radionavigazione (GPS etc.). Antenne per comunicazioni 3G, 4G, 5G, WI-FI e WIMAX.
Laboratorio di antenne (progetto di antenne con CST in orario di lezione).
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le attività prevedono 31 lezioni frontali in aula con presentazioni degli argomenti alla lavagna con supporto di proiezioni powerpoint di grafici di particolare complessità. Alcuni argomenti del corso non svolti nel libro di testo verranno presentati mediante proiezioni powerpoint dedicate. Le lezioni saranno corredate da esempi pratici e da esercizi al fine far acquisire allo studente capacità per la soluzione di problemi. 5 lezioni verranno dedicate al laboratorio informatico dove gli studenti realizzeranno la progettazione e simulazione al calcolatore di antenne di assegnate specifiche mediante il software CST.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Sulla piattaforma elearning verranno inseriti i lucidi e le animazioni eventualmente proiettati in aula, in particolare quelli delle sezioni del corso non presenti sul libro di testo. Inoltre per ogni sezione verrano caricati degli esercizi con soluzione.
Testi di riferimento:
  • Stutzman, Warren L.; Thiele, Gary A., Antenna theory and designWarren L. Stutzman, Gary A. Thiele. Hoboken: NJ, Wiley, 2012. Selected sections of Chapters 1-9 and 11 Cerca nel catalogo
  • Someda, Carlo G., Electromagnetic waves risorsa elettronica. Boca Raton: Fl., CRC/Taylor & Francis, 2006. Selected sections of Chapters 1-5 and 8 Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Problem based learning
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Software di progetto di antenne CST

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture