COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO

Ingegneria Elettronica COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO

0622400017
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2022/2023



ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
IL CORSO DI COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO RAPPRESENTA IL NATURALE COMPLETAMENTO DEGLI ARGOMENTI TRATTATI NEGLI ALTRI CORSI DI ELETTROMAGNETISMO ED, IN PARTICOLARE, IN QUELLO DI ANTENNE. A TAL FINE, VENGONO PRESENTATE ALCUNE TECNICHE NUMERICHE ED ANALITICHE DI FREQUENTE UTILIZZO IN AMBITO ELETTROMAGNETICO. È PREVISTA UNA CONSISTENTE ATTIVITÀ ESERCITATIVA AL CALCOLATORE PER L'APPRENDIMENTO SULL'UTILIZZO DI UN SOLUTORE SOFTWARE AGLI ELEMENTI FINITI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
CONOSCENZE DELLE CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DELLE TECNICHE STUDIATE DURANTE IL CORSO E DEI LORO LIMITI DI APPLICABILITÀ.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
SAPER FORMALIZZARE E RISOLVERE UN ASSEGNATO PROBLEMA ELETTROMAGNETICO (AD ESEMPIO, LA PROGETTAZIONE DI UN’ANTENNA, DI UN DISPOSITIVO A MICROONDE, ETC.) SFRUTTANDO LE CONOSCENZE ACQUISITE DURANTE IL CORSO ED OTTIMIZZARE I PARAMETRI DI PROGETTO UTILIZZANDO, OVE POSSIBILE, I PACCHETTI SOFTWARE COMMERCIALI APPROPRIATI.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
SAPER INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER LA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA IN AMBITO ELETTROMAGNETICO.

ABILITÀ COMUNICATIVE:
SAPER LAVORARE IN GRUPPO ED ILLUSTRARE IN MODO CHIARO ED EFFICACE UN ARGOMENTO LEGATO A PROBLEMATICHE “AVANZATE” DI ELETTROMAGNETISMO.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A PROBLEMI DIVERSI DA QUELLI AFFRONTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO TESTI DIFFERENTI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI, È INDISPENSABILE UNA BUONA CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI AFFRONTATI NEI PRECEDENTI CORSI DI ELETTROMAGNETISMO E, IN PARTICOLARE, DELLA TEORIA DELLE ANTENNE.
Contenuti
RICHIAMI SULLE EQUAZIONI FONDAMENTALI DELL’ELETTROMAGNETISMO E LORO CLASSIFICAZIONE. METODO DELLE DIFFERENZE FINITE (FD) E SUA APPLICAZIONE ALLE SUDDETTE EQUAZIONI. ACCURATEZZA E STABILITÀ DELLA SOLUZIONE FD. (3 ore lezione - 2 ore esercitazione al calcolatore)

METODO AGLI ELEMENTI FINITI (FEM): DISCRETIZZAZIONE DEL DOMINIO IN ELEMENTI: IL PROBLEMA DELLA "MESH" (MESH ADATTATIVA), EQUAZIONI CARATTERISTICHE DI UN ELEMENTO, LA MODELLAZIONE DI UNA SORGENTE, ASSEMBLAGGIO E SOLUZIONE DEL RELATIVO SISTEMA CON APPLICAZIONE DI UN DATO CRITERIO DI CONVERGENZA. APPLICAZIONE DELLE CONDIZIONI AL CONTORNO: “PERFECTLY MATCHED LAYER” (PML), “ANISOTROPIC UNIAXIAL PML” (U-PML), "RADIATION BOUNDARY", "MASTER-SLAVE" BOUNDARY CONDITION PER STRUTTURE PERIODICHE (FSS). (3 ore lezione - 8 ore esercitazione al calcolatore)

DESCRIZIONE DEI PACCHETTI SOFTWARE COMMERCIALI PIÙ UTILIZZATI IN AMBITO ELETTROMAGNETICO. MESSA A PUNTO DI UN CODICE AGLI ELEMENTI FINITI CON IL QUALE SIMULARE IL COMPORTAMENTO DI UNA ANTENNA A SPIRALE PIANA DA UTILIZZARE COME TAG IN SENSORI IMPLEMENTATI CON SISTEMI RFID AD ACCOPPIAMENTO INDUTTIVO. (3 ore lezione - 8 ore esercitazione al calcolatore)

VALUTAZIONE ASINTOTICA DEGLI INTEGRALI SEMPLICI E DOPPI MEDIANTE IL METODO DELLA FASE STAZIONARIA. VALUTAZIONE ASINTOTICA UNIFORME CON IL METODO DEL CAMMINO A MASSIMA DISCESA (SDP) DI UN INTEGRALE CON UNA O PIÙ SINGOLARITÀ POLARI VICINE AD UN PUNTO DI SELLA DEL PRIMO ORDINE. APPLICAZIONE ALLA VALUTAZIONE DEI COEFFICIENTI DI DIFFRAZIONE UNIFORMI PER UN DIEDRO CON FACCE CARICATE. (8 ore lezione – 2 esercitazione)

SOLUZIONE DELL'EQUAZIONE SCALARE DI HELMOLTZ IN COORDINATE CILINDRICHE. ESPANSIONE IN ONDE CILINDRICHE DEL CAMPO EM IRRADIATO DA UN’ANTENNA. TRASFORMAZIONE CAMPO VICINO - CAMPO LONTANO (NF-FF) CON SCANSIONE CILINDRICA SENZA E CON “PROBE COMPENSATION”. (7 ore lezione – 2 esercitazione)

RAPPRESENTAZIONI NON RIDONDANTI DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO (EM): CAMPO RIDOTTO E BANDA (SPAZIALE) LOCALE, SCELTA OTTIMALE DEL FATTORE DI FASE E DELLA PARAMETRIZZAZIONE. MODELLAZIONI SFEROIDALI DELLA SORGENTE RADIANTE. INTERPOLAZIONE OTTIMALE SU SUPERFICI DI OSSERVAZIONE ROTAZIONALI. APPLICAZIONE DELLE RAPPRESENTAZIONI NON RIDONDANTI ALLE TRASFORMAZIONI NF-FF CON SCANSIONE CILINDRICA, PIANO-POLARE, BI-POLARE E SFERICA. TECNICHE DI TRASFORMAZIONE NF-FF CON SCANSIONI LUNGO SPIRALI. (8 ore lezione – 4 esercitazione - 2 laboratorio)
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA SOPRATTUTTO LEZIONI TEORICHE, MA SONO PREVISTE ANCHE MOLTE SERCITAZIONI IN AULA E ALCUNE IN LABORATORIO. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA, VIENE MOSTRATO L’UTILIZZO DI PACCHETTI SOFTWARE, DIFFUSAMENTE UTILIZZATI SIA NELLA RICERCA SCIENTIFICA CHE NELLA PROGETTAZIONE INDUSTRIALE PER LA RISOLUZIONE NUMERICA DI PROBLEMI IN AMBITO ELETTROMAGNETICO. VENGONO, INOLTRE, ILLUSTRATI ALCUNI CODICI DI CALCOLO BASATI SULLE TECNICHE STUDIATE NEL CORSO. LE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO RIGUARDANO MISURE ELETTROMAGNETICHE COMPLESSE, COME, AD ESEMPIO, LA CARATTERIZZAZIONE DI UN’ANTENNA DA MISURE IN CAMPO VICINO ACQUISITE CON UNA SCANSIONE LUNGO UNA SPIRALE. INOLTRE, È PREVISTO IL PROGETTO (IN GRUPPO) DI UN’ANTENNA, LA VERIFICA SPERIMENTALE DEL PATTERN DI RADIAZIONE E LA STESURA DEL RELATIVO ELABORATO TECNICO.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE, DELLA DURATA MEDIA DI CIRCA 60 MINUTI, FINALIZZATO A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO IL GRADO DI APPRENDIMENTO DEI CONCETTI ESPOSTI NEL CORSO E LA CAPACITÀ DI APPLICARLI. ESSA PREVEDE ALMENO TRE DOMANDE SU ARGOMENTI DIVERSI TRATTATI NEL CORSO E LA DISCUSSIONE SU UN ELABORATO TECNICO RIGUARDANTE LA PROGETTAZIONE DI UN DISPOSITIVO A MICROONDE O DI UN’ANTENNA A MICROSTRISCIA. LA VALUTAZIONE È ESPRESSA IN TRENTESIMI: IL LIVELLO MINIMO DI SUPERAMENTO CORRISPONDE A “18/30” E QUELLO MASSIMO A “30/30 E LODE”.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA APPENA SUFFICIENTE E FRAMMENTARIA DEI CONTENUTI TEORICI E MOSTRA UNA LIMITATA CAPACITÀ DI APPLICARLI.
IL (30/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI CONTENUTI TEORICI DEL CORSO E DEI METODI STUDIATI E MOSTRA UNA NOTEVOLE CAPACITÀ NEL SAPERLI APPLICARE.
LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO LO STUDENTE:
-DIMOSTRA UNA NOTEVOLE PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI DEL CORSO E DEI METODI STUDIATI;
-RISPONDE ALLE DOMANDE IN MODO CHIARO ED ESAURIENTE MOSTRANDO UNA NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO ED AUTONOMIA DI GIUDIZIO;
-DIMOSTRA DI ESSERE IN GRADO DI SAPER APPLICARE I METODI STUDIATI ANCHE A CONTESTI DIVERSI DA QUELLI AFFRONTATI NEL CORSO.
E’ PREVISTA ANCHE LA POSSIBILITÀ PER LO STUDENTE DI SUDDIVIDERE IL COLLOQUIO ORALE IN TRE COLLOQUI PARZIALI (ESONERATIVI DELLE RISPETTIVE PARTI DEL CORSO) PIÙ UNO FINALE, CHE SI CONCLUDERÀ CON LA VALUTAZIONE COMPLESSIVA CHE TERRÀ CONTO DI QUELLE PARZIALI PRECEDENTEMENTE CONSEGUITE. LA DATA DI CIASCUN COLLOQUIO VIENE CONCORDATA CON LO STUDENTE, MA È SEMPRE SUCCESSIVA AL TERMINE DELLE LEZIONI RELATIVE ALLA CORRISPONDENTE PARTE DEL CORSO.
Testi
F. FERRARA, C. GENNARELLI, DISPENSE DEL CORSO DI COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO.
M.N.O. SADIKU, NUMERICAL TECHNIQUES IN ELECTROMAGNETICS, CRC PRESS, BOCA RATON, USA, 1992.
A. TAFLOVE, S. C. HAGNESS, COMPUTATIONAL ELECTRODYNAMICS: THE FINITE-DIFFERENCE TIME-DOMAIN METHOD, ARTECH HOUSE, BOSTON, USA, 2000.
C. GENNARELLI, G. RICCIO, F. D’AGOSTINO, F. FERRARA, NEAR-FIELD – FAR-FIELD TRANSFORMATION TECHNIQUES, EDIZIONI CUES, VOL. 1, SALERNO, 2004.
C. GENNARELLI, G. RICCIO, F. D’AGOSTINO, F. FERRARA, R. GUERRIERO, NEAR-FIELD – FAR-FIELD TRANSFORMATION TECHNIQUES, EDIZIONI CUES, VOL. 2, SALERNO, 2006.
T. B. A. SENIOR, J. L. VOLAKIS, APPROXIMATE BOUNDARY CONDITIONS IN ELECTROMAGNETICS, IEE ELECTROMAGNETIC WAVES SERIES, THE INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS, LONDON, 1995.
K. FINKENZELLER, “RFID HANDBOOK: FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS IN CONTACTLESS SMART CARDS, RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION AND NEAR-FIELD COMMUNICATION,” JOHN WILEY & SONS, LTD.
Altre Informazioni
L'ESAME SI TIENE IN ITALIANO.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-09-16]