Il modulo di Propagazione guidata rappresenta la prima parte del corso di Campi elettromagnetici e circuiti. Scopo del corso è di fornire agli studenti informazioni di base sulle onde elettromagnetiche e introdurli alle metodologie di calcolo per l'analisi quantitativa dei fenomeni che le coinvolgono. Oggetto di studio sono in particolare la propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto, nei dielettrici, nei conduttori, nel plasma freddo e in strutture guidanti quali le linee di trasmissione.
Prerequisiti
Per seguire proficuamente il corso, e superare l'esame, gli studenti devono essere in possesso delle seguenti conoscenze di matematica e fisica ed avere padronanza d’uso dei seguenti strumenti di calcolo: numeri complessi, algebra vettoriale, operazioni differenziali sui campi scalari e vettoriali, teorema della divergenza, sistemi di coordinate cartesiane e sferiche; concetto di forza, lavoro, energia, potenza, concetto di campo, di carica, di corrente, di polarizzazione elettrica e magnetica, campi elettrostatici e magnetostatici nel vuoto e nella materia, equazioni di Maxwell, unità di misura delle grandezze fisiche nel sistema MKSA.
Metodi didattici
Lezioni (ore/anno in aula): 30 Esercitazioni (ore/anno in aula): 25 Attività pratiche (ore/anno in aula): 0
Verifica Apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta e in una prova orale, da sostenersi nello stesso appello: è ammesso alla prova orale solo chi abbia conseguito nella prova scritta almeno 15/30.
Testi
David M. Pozar, Microwave Engineering (Fourth Edition), John Wiley & Sons, Inc., 2011.
Contenuti
1. Leggi e concetti fondamentali Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale, legge di conservazione della carica, notazione fasoriale. Le equazioni costitutive. Condizioni dei campi elettromagnetici alle superfici di discontinuità del mezzo e condizioni al contorno. 2. Onde piane uniformi Onde piane uniformi nel vuoto, nei dielettrici a bassa perdita, attenuazione, propagazione nel plasma freddo, nei buoni conduttori. Effetto pelle, caso limite del conduttore perfetto. Polarizzazione delle onde. Teorema di Poynting. Riflessione e rifrazione delle onde piane uniformi in presenza di discontinuità e di strati. 3. Linee di trasmissione Teoria elementare delle linee di trasmissione ed equazione dei telegrafisti. Impedenza caratteristica. Coefficiente di riflessione, onde stazionarie, adattamento di impedenza, e Carta di Smith. Descrizione delle più comuni linee di trasmissione: cavo coassiale, microstriscia, linea coplanare.
