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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Insegnamento
CAMPI ELETTROMAGNETICI E PROPAGAZIONE (Numerosita' canale 2)
INP6075483, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
IN0513, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
N2cn2
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ELECTROMAGNETIC FIELDS AND PROPAGATION
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2018-IN0513-000ZZ-2017-INP6075483-N2CN2
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
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

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/02 6.0

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

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2018/19 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
4 A.A. 2018/2019 01/10/2018 15/03/2020 SANTAGIUSTINA MARCO (Presidente)
GALTAROSSA ANDREA (Membro Effettivo)
CAPOBIANCO ANTONIO DANIELE (Supplente)
DE CEGLIA DOMENICO (Supplente)
PALMIERI LUCA (Supplente)
3 A.A. 2018/2019 01/10/2018 15/03/2020 GALTAROSSA ANDREA (Presidente)
SANTAGIUSTINA MARCO (Membro Effettivo)
CAPOBIANCO ANTONIO DANIELE (Supplente)
DE CEGLIA DOMENICO (Supplente)
MANSUTTI GIULIA (Supplente)
PALMIERI LUCA (Supplente)
SCHENATO LUCA (Supplente)
2 A.A. 2017/2018 01/10/2017 15/03/2019 SANTAGIUSTINA MARCO (Presidente)
GALTAROSSA ANDREA (Membro Effettivo)
CAPOBIANCO ANTONIO DANIELE (Supplente)
DE CEGLIA DOMENICO (Supplente)
PALMIERI LUCA (Supplente)
1 A.A. 2017/2018 01/10/2017 15/03/2019 GALTAROSSA ANDREA (Presidente)
SANTAGIUSTINA MARCO (Membro Effettivo)
CAPOBIANCO ANTONIO DANIELE (Supplente)
DE CEGLIA DOMENICO (Supplente)
PALMIERI LUCA (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Il corso prevede la conoscenza delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo, acquisibili nel corso di Fisica Generale II e degli operatori differenziali e vettoriali dei corsi di Analisi II e Algebra.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di far acquisire agli studenti competenze di base nella propagazione di segnali elettromagnetici e nelle sue principali applicazioni. In particolare:
- conoscere i principi di trasmissione dei segnali elettromagnetici sia guidati che in spazio libero
- conoscere il funzionamento dei principali sistemi di propagazione guidata, quali le fibre ottiche e le linee di trasmissione
- conoscere i principi fondamentali di funzionamento delle antenne come elementi trasmittenti e riceventi di segnali elettromagnetici
- essere in grado di risolvere problemi legati alla propagazione elettromagnetica
- essere in grado di comprendere e/o progettare e/o manutentare reti di comunicazioni di bassa complessità, basate su fibre ottiche e/o linee di trasmissione e/o antenne
- possedere conoscenze di base e competenze minime per approfondire le tematiche relative all'elettromagnetismo applicato nei diversi ambiti (elettronica, telecomunicazioni, biomedica, automazione ed informatica).
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze ed abilità apprese viene effettuata con una prova d'esame unica in aula informatica, senza possibilità di consultare testi o appunti.
La prova consiste in più quesiti, a risposta generalmente numerica e/o multipla, per ognuna di queste sezioni di programma:
- linee di trasmissione;
- adattamento delle linee di trasmissione;
- equazioni di Maxwell in regime sinusoidale;
- la propagazione delle onde piane;
- riflessione e rifrazione delle onde piane;
- fibre ottiche;
- parametri di antenna;
- progetto di radiocollegamenti.

Il voto finale, sarà una somma pesata dei voti assegnati alle singole risposte esatte fornite dallo studente. Tale voto sarà registrato su Uniweb se superiore a 18/30. Lo studente avrà facoltà di rifiutarlo nei termini del regolamento didattico.

Gli studenti i quali abbiano conseguito almeno la sufficienza (voto maggiore di 18/30) nella prova al calcolatore, ma non intendano accettare il voto, possono richiedere, a loro scelta, di sostenere una prova orale 7 giorni dopo prova al calcolatore. La prova orale sarà suddivisa in due parti:
- la discussione delle domande fallite in sede di prova al calcolatore
- due ulteriori quesiti su sezioni di programma (con esclusione di ulteriori esercizi numerici).
In questo caso il voto finale sarà dato dal voto della prova al calcolatore a cui si sommeranno, o toglieranno, al massimo 4 punti a seconda che la prova orale sia stata eccellente o pessima.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui si valuteranno le conoscenze ed abilità acquisite nel test al calcolatore sono:
- completezza delle conoscenze
- abilità nella risoluzione di problemi relativi a semplici problemi di elettromagnetismo applicato
- livello di approfondimento critico dei concetti esposti.
Nella eventuale prova orale oltre alle precedenti si analizzerà anche la capacità di rispondere ai quesiti con la terminologia appropriata.
Contenuti: Introduzione Motivazioni del corso, presentazione del programma e delle modalità di esame. Lo spettro elettromagnetico: il ruolo della lunghezza d’onda.

Campi Dinamici
Breve richiamo di divergenza, rotore, gradiente e Laplaciano
Equazioni di Maxwell. Condizioni al contorno elettromagnetiche
Relazione di continuità carica-corrente. Potenziale vettore magnetico.

Propagazione libera delle onde elettromagnetiche
Campi in regime armonico. Fasori e vettori complessi. Permettività complessa. Equazione delle onde in un mezzo privo di cariche. Propagazione di onde piane in mezzi senza perdite. Onde piane uniformi. Relazione generale tra E e H. Polarizzazione delle onde: Polarizzazione lineare, Polarizzazione circolare, polarizzazione ellittica. Propagazione di onde piane in mezzi con perdite. Dielettrico a basse perdite. Buon conduttore. Flusso di corrente in un buon conduttore. Densità di potenza elettromagnetica. Onda piana in un mezzo senza perdite. Onda piana in un mezzo con perdite. Scala in decibel per i rapporti tra potenze. Onde progressive. Onde sinusoidali in un mezzo senza perdite. Onde sinusoidali in un mezzo con perdite.

Onde elettromagnetiche all’interfaccia tra mezzi diversi
Riflessione e trasmissione delle onde con incidenza normale.
Interfaccia tra mezzi senza perdite. Flusso di potenza nei mezzi senza perdite. Interfaccia tra mezzi con perdite. Spessore di penetrazione. Legge di Snell. Esempio applicativo: Fibre ottiche


Radiazione e antenne
Sorgenti della radiazione. Dipolo elementare. Approssimazione di campo lontano. Densità di potenza irradiata. Caratteristiche di radiazione di un’antenna. Diagramma di radiazione. Direttività. Guadagno. Resistenza di radiazione. Area efficace di un’antenna ricevente. Formula di trasmissione di Friis: bilancio di potenza del collegamento radio. Radiazione emessa da antenne a grande apertura. Esempi applicativi: Reti cellulari, sistemi di comunicazione via satellite. Normativa sulla radioprotezione.

Linee di trasmissione
Generalità. Modi propaganti. Equazioni della linea di trasmissione. Propagazione delle onde in una linea di trasmissione. Linea di trasmissione senza perdite.
Coefficiente di riflessione in tensione. Onde stazionarie.
Impedenza nella linea senza perdite. Casi particolari di linea senza perdite. Linea in cortocircuito. Linea in circuito aperto. Applicazioni delle misure in cortocircuito e in circuito aperto. Linea di lunghezza multiple di mezza lunghezza d’onda.
Trasformatore a quarto d’onda. Linea di trasmissione adattata
Trasferimento di potenza in una linea senza perdite. Potenza istantanea. Potenza media. La carta di Smith. Impedenza di ingresso. ROS, massimi e minimi di tensione. Trasformazione da impedenza ad ammettenza. Adattamento di impedenza: quarto d’onda e singolo stub. Cenni alle linee con perdite. Esempio applicativo: DSL su linea bifilare.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le attività prevedono 24 lezioni frontali in aula con presentazioni degli argomenti alla lavagna (con supporto di proiezioni powerpoint). Alcuni argomenti del corso non svolti in modo sufficientemente approfondito nel libro di testo verranno presentati mediante proiezioni powerpoint dedicate. Le lezioni saranno corredate da esempi pratici e da esercizi anche al fine far sviluppare allo studente capacità critiche e di soluzione di problemi.
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.
Testi di riferimento:
  • Ulaby, Fawwaz T., Fondamenti di campi elettromagnetici - per il corso di campi elettromagnetici e propagazione - Università degli studi di Padova. [S.l.]: McGraw-Hill create, 2018. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Quiz o test a correzione automatica per feedback periodico o per esami
  • 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, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita'