ID:
134357
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
0
CFU:
0
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria elettronica e wireless Anno: 3
Anno:
2025
Course Catalogue:
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (22/09/2025 - 17/12/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso ha lo scopo di fornire:
1) le conoscenze di base relative ai segnali (analogici e numerici) ed ai sistemi di comunicazione che utilizzano tali segnali;
2) i fondamenti necessari per affrontare lo studio della propagazione delle onde elettromagnetiche ed il dimensionamento dei sistemi di telecomunicazione in spazio libero.
Le principali conoscenze acquisite dalle studentesse e dagli studenti saranno le seguenti:
• metodi per l'analisi dei segnali e dei sistemi a tempo discreto nel dominio del tempo e della frequenza, teoria e metodi per l'analisi dei segnali aleatori, il campionamento e la conversione di segnali analogici in digitali, teoria della modulazione e concetti di base della comunicazione;
• utilizzo del calcolo vettoriale e differenziale; propagazione elettromagnetica in mezzi omogenei ed in presenza di discontinuità, studio delle antenne e identificazione delle loro proprietà fondamentali, utilizzo della tecnica delle linee di trasmissione per la soluzione delle problematiche di adattamento mediante l'uso della Carta di Smith e per il progetto di adattatori.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) acquisite dalle studentesse e dagli studenti al termine del corso li renderanno capaci di rappresentare ed analizzare segnali a tempo continuo o a tempo discreto, sia nel dominio del tempo che della frequenza, di valutare le caratteristiche e la risposta di sistemi lineari, come i filtri, e non lineari, di trattare i segnali aleatori e i sistemi che elaborano segnali aleatori, di comprendere e applicare il campionamento e l'interpolazione di segnali, di comprendere i segnali modulati ed i principi per costruire modulatori e modulatori.
Le studentesse e gli studenti saranno inoltre capaci di analizzare le problematiche di propagazione delle onde elettromagnetiche in spazio libero, sia mezzi omogenei che in presenza di disomogeneità del mezzo trasmissivo, di effettuare il dimensionamento di un sistema di radiocomunicazione in spazio libero e di effettuare, mediante il progetto di adattatori, le connessioni fra linea di trasmissione ed antenna, evitando le problematiche dovute alla presenza di disadattamento di impedenza.
1) le conoscenze di base relative ai segnali (analogici e numerici) ed ai sistemi di comunicazione che utilizzano tali segnali;
2) i fondamenti necessari per affrontare lo studio della propagazione delle onde elettromagnetiche ed il dimensionamento dei sistemi di telecomunicazione in spazio libero.
Le principali conoscenze acquisite dalle studentesse e dagli studenti saranno le seguenti:
• metodi per l'analisi dei segnali e dei sistemi a tempo discreto nel dominio del tempo e della frequenza, teoria e metodi per l'analisi dei segnali aleatori, il campionamento e la conversione di segnali analogici in digitali, teoria della modulazione e concetti di base della comunicazione;
• utilizzo del calcolo vettoriale e differenziale; propagazione elettromagnetica in mezzi omogenei ed in presenza di discontinuità, studio delle antenne e identificazione delle loro proprietà fondamentali, utilizzo della tecnica delle linee di trasmissione per la soluzione delle problematiche di adattamento mediante l'uso della Carta di Smith e per il progetto di adattatori.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) acquisite dalle studentesse e dagli studenti al termine del corso li renderanno capaci di rappresentare ed analizzare segnali a tempo continuo o a tempo discreto, sia nel dominio del tempo che della frequenza, di valutare le caratteristiche e la risposta di sistemi lineari, come i filtri, e non lineari, di trattare i segnali aleatori e i sistemi che elaborano segnali aleatori, di comprendere e applicare il campionamento e l'interpolazione di segnali, di comprendere i segnali modulati ed i principi per costruire modulatori e modulatori.
Le studentesse e gli studenti saranno inoltre capaci di analizzare le problematiche di propagazione delle onde elettromagnetiche in spazio libero, sia mezzi omogenei che in presenza di disomogeneità del mezzo trasmissivo, di effettuare il dimensionamento di un sistema di radiocomunicazione in spazio libero e di effettuare, mediante il progetto di adattatori, le connessioni fra linea di trasmissione ed antenna, evitando le problematiche dovute alla presenza di disadattamento di impedenza.
Prerequisiti
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Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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È necessario avere acquisito ed assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di base di Matematica, Fisica Teoria dei Circuiti:
• concetti elementari di analisi matematica e del calcolo differenziale e vettoriale;
• concetti fondamentali di fisica, in particolari quelli relativi all'elettromagnetismo;
• concetti fondamentali della teoria dei circuiti e dei metodi per trattare i circuiti elettrici nel dominio del tempo ed in regime sinusoidale.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Conoscenze di base relative all'analisi matematica, alla teoria della probabilità e alla statistica, alla teoria dei circuiti. Più in particolare: grafici di funzioni elementari, calcolo di derivate, integrali e integrali in senso generalizzato, calcolo di probabilità e di parametri statistici, analisi di circuiti elettrici sia in regime stazionario che transitorio.
Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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È necessario avere acquisito ed assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di base di Matematica, Fisica Teoria dei Circuiti:
• concetti elementari di analisi matematica e del calcolo differenziale e vettoriale;
• concetti fondamentali di fisica, in particolari quelli relativi all'elettromagnetismo;
• concetti fondamentali della teoria dei circuiti e dei metodi per trattare i circuiti elettrici nel dominio del tempo ed in regime sinusoidale.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Conoscenze di base relative all'analisi matematica, alla teoria della probabilità e alla statistica, alla teoria dei circuiti. Più in particolare: grafici di funzioni elementari, calcolo di derivate, integrali e integrali in senso generalizzato, calcolo di probabilità e di parametri statistici, analisi di circuiti elettrici sia in regime stazionario che transitorio.
Metodi didattici
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Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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L’insegnamento è organizzato con lezioni in aula (60 ore) su tutti gli argomenti elencati nel programma. Durante le lezioni verranno proposte le soluzioni di alcuni esercizi riguardanti la propagazione elettromagnetica, le problematiche di adattamento fra antenna e linea di trasmissione, lo studio delle antenne ed il dimensionamento di sistemi di comunicazione via radio.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Il corso prevede lezioni del docente in aula su tutti gli argomenti del programma. Per ogni argomento l'esposizione della teoria è seguita da esercitazioni condotte dal docente. Ulteriori esercizi sono forniti agli studenti come materiale aggiuntivo per lo studio individuale. Il corso prevede inoltre attività sperimentale di laboratorio con la supervisione del docente. Lo scopo di tale attività è consentire una verifica dei principali risultati della teoria, utilizzando semplici programmi di calcolo e di simulazione in ambiente Matlab, e aiutare gli studenti ad acquisire la capacità di operare in gruppi di lavoro.
Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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L’insegnamento è organizzato con lezioni in aula (60 ore) su tutti gli argomenti elencati nel programma. Durante le lezioni verranno proposte le soluzioni di alcuni esercizi riguardanti la propagazione elettromagnetica, le problematiche di adattamento fra antenna e linea di trasmissione, lo studio delle antenne ed il dimensionamento di sistemi di comunicazione via radio.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Il corso prevede lezioni del docente in aula su tutti gli argomenti del programma. Per ogni argomento l'esposizione della teoria è seguita da esercitazioni condotte dal docente. Ulteriori esercizi sono forniti agli studenti come materiale aggiuntivo per lo studio individuale. Il corso prevede inoltre attività sperimentale di laboratorio con la supervisione del docente. Lo scopo di tale attività è consentire una verifica dei principali risultati della teoria, utilizzando semplici programmi di calcolo e di simulazione in ambiente Matlab, e aiutare gli studenti ad acquisire la capacità di operare in gruppi di lavoro.
Verifica Apprendimento
L'esame dell'insegnamento integrato di ELABORAZIONE DEI SEGNALI + PROPAGAZIONE è costituito da due prove distinte volte a verificare le conoscenze teoriche acquisite dalle studentesse e dagli studenti e la loro abilità di applicare tali conoscenze alla soluzione di problemi concreti.
In particolare, l'esame integrato si compone di:
• Una prima prova scritta, che prevede la soluzione di due esercizi sulle tematiche relative ai segnali ed ai sistemi di trasmissione, a cui viene assegnato un punteggio da 0 a 30. Alla prova scritta segue, per gli studenti che hanno acquisito un punteggio maggiore o uguale a 18, una prova orale che consiste in un colloquio rivolto alla verifica delle conoscenze di teoria e dell'abilità di presentare e collegare in modo corretto gli argomenti del corso. Il colloquio include anche una breve discussione delle attività svolte in laboratorio. L'esito della prova orale consiste in un giudizio, utilizzato per rimodulare il voto della prova scritta in un intervallo di 8 punti (-4+4), al fine di ottenere il voto finale della prova.
• Una seconda prova scritta (obbligatoria), a cui viene assegnato anche in questo caso un punteggio da 0 a 30, seguita da una prova orale (facoltativa se il punteggio acquisito nella prova scritta è almeno pari a 24). Nella prova scritta, le studentesse e gli studenti devono risolvere tre esercizi relativi alla propagazione delle onde elettromagnetiche, il dimensionamento di un radiocollegamento e l'adattamento di impedenza. Nella prova orale, alle studentesse ed agli studenti viene chiesto di rispondere ad alcune domande, con lo scopo di valutarne il livello di apprendimento e la capacità di analizzare e risolvere problematiche connesse con gli argomenti trattati. Nella valutazione, oltre al rigore argomentativo, profondità di analisi e completezza della risposta, verranno valutate anche la proprietà di linguaggio e le capacità di integrazione fra i diversi argomenti. Anche in questo caso la valutazione consiste in un giudizio, che viene utilizzato per rimodulare il voto della prova scritta in un intervallo di 8 punti (-4+4), al fine di ottenere il voto finale.
Per entrambe le prove, i temi degli esercizi sono scelti tra tutti quelli trattati nel corso. Le prove scritte si intendono superate se, per ogni prova, è stato acquisito un punteggio maggiore o uguale a 18. E' possibile sostenere le prove orali in inglese, se richiesto.
Il voto dell'insegnamento integrato sarà la media dei voti delle singole prove. Per poter registrare il voto finale è necessario che entrambe le prove siano state superate con votazione di almeno 18 su 30. Il superamento dell'esame dimostra l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
In particolare, l'esame integrato si compone di:
• Una prima prova scritta, che prevede la soluzione di due esercizi sulle tematiche relative ai segnali ed ai sistemi di trasmissione, a cui viene assegnato un punteggio da 0 a 30. Alla prova scritta segue, per gli studenti che hanno acquisito un punteggio maggiore o uguale a 18, una prova orale che consiste in un colloquio rivolto alla verifica delle conoscenze di teoria e dell'abilità di presentare e collegare in modo corretto gli argomenti del corso. Il colloquio include anche una breve discussione delle attività svolte in laboratorio. L'esito della prova orale consiste in un giudizio, utilizzato per rimodulare il voto della prova scritta in un intervallo di 8 punti (-4+4), al fine di ottenere il voto finale della prova.
• Una seconda prova scritta (obbligatoria), a cui viene assegnato anche in questo caso un punteggio da 0 a 30, seguita da una prova orale (facoltativa se il punteggio acquisito nella prova scritta è almeno pari a 24). Nella prova scritta, le studentesse e gli studenti devono risolvere tre esercizi relativi alla propagazione delle onde elettromagnetiche, il dimensionamento di un radiocollegamento e l'adattamento di impedenza. Nella prova orale, alle studentesse ed agli studenti viene chiesto di rispondere ad alcune domande, con lo scopo di valutarne il livello di apprendimento e la capacità di analizzare e risolvere problematiche connesse con gli argomenti trattati. Nella valutazione, oltre al rigore argomentativo, profondità di analisi e completezza della risposta, verranno valutate anche la proprietà di linguaggio e le capacità di integrazione fra i diversi argomenti. Anche in questo caso la valutazione consiste in un giudizio, che viene utilizzato per rimodulare il voto della prova scritta in un intervallo di 8 punti (-4+4), al fine di ottenere il voto finale.
Per entrambe le prove, i temi degli esercizi sono scelti tra tutti quelli trattati nel corso. Le prove scritte si intendono superate se, per ogni prova, è stato acquisito un punteggio maggiore o uguale a 18. E' possibile sostenere le prove orali in inglese, se richiesto.
Il voto dell'insegnamento integrato sarà la media dei voti delle singole prove. Per poter registrare il voto finale è necessario che entrambe le prove siano state superate con votazione di almeno 18 su 30. Il superamento dell'esame dimostra l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Testi
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Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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Il Corso può essere preparato utilizzando gli appunti forniti dal docente.
Argomenti specifici possono essere approfonditi sui seguenti testi:
F. Morichetti, A. Melloni, Mezzi di trasmissione per l'informazione, Amazon.
F. Morichetti, A. Melloni, Mezzi di trasmissione per l'informazione – Esercizi Svolti, Amazon.
G. Gerosa, P. Lampariello, Lezioni di campi elettromagnetici, Ingegneria 2000.
P. Bassi, L. Scolari, R. Zoli, Propagazione di onde elettromagnetiche, CLUEB.
P. Bassi, C. Zaniboni, Introduzione ai campi elettromagnetici, BUP.
G. Conciauro, L. Perregrini, Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw-Hill.
F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill.
S.J. Orfanidis, Electromagnetic waves and antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/
M. Midrio, Campi Elettromagnetici, SGE Editoriali, Padova.
M.N.O. Sadiku, Elements of Electromagnetics, Oxford.
M.N.O. Sadiku, Principles of Electromagnetics, Oxford.
P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini, Propagazione ottica libera e guidata, CLUEB.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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1. - M. Chiani, Trasmissione dell'Informazione: Segnali, Processi Aleatori, Modulazione, Rumore (ISBN: 979-8861169622) 2. - M. Luise, G. M. Vitetta, Teoria dei segnali, McGraw-Hill 3. - L.W.Couch II, Fondamenti di telecomunicazioni, Pearson-Prentice Hall 4. - S.Haykin, M.Moher, Introduzione alle telecomunicazioni analogiche e digitali, CEA. I contenuti dell'insegnamento sono coperti quasi completamente dai testi 1 e 2. I testi 3 e 4, insieme a 1 e 2, possono essere usati per un approfondimento degli argomenti trattati. Il docente fornisce inoltre agli studenti materiale aggiuntivo di esercitazione per la preparazione all'esame.
Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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Il Corso può essere preparato utilizzando gli appunti forniti dal docente.
Argomenti specifici possono essere approfonditi sui seguenti testi:
F. Morichetti, A. Melloni, Mezzi di trasmissione per l'informazione, Amazon.
F. Morichetti, A. Melloni, Mezzi di trasmissione per l'informazione – Esercizi Svolti, Amazon.
G. Gerosa, P. Lampariello, Lezioni di campi elettromagnetici, Ingegneria 2000.
P. Bassi, L. Scolari, R. Zoli, Propagazione di onde elettromagnetiche, CLUEB.
P. Bassi, C. Zaniboni, Introduzione ai campi elettromagnetici, BUP.
G. Conciauro, L. Perregrini, Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw-Hill.
F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill.
S.J. Orfanidis, Electromagnetic waves and antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/
M. Midrio, Campi Elettromagnetici, SGE Editoriali, Padova.
M.N.O. Sadiku, Elements of Electromagnetics, Oxford.
M.N.O. Sadiku, Principles of Electromagnetics, Oxford.
P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini, Propagazione ottica libera e guidata, CLUEB.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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1. - M. Chiani, Trasmissione dell'Informazione: Segnali, Processi Aleatori, Modulazione, Rumore (ISBN: 979-8861169622) 2. - M. Luise, G. M. Vitetta, Teoria dei segnali, McGraw-Hill 3. - L.W.Couch II, Fondamenti di telecomunicazioni, Pearson-Prentice Hall 4. - S.Haykin, M.Moher, Introduzione alle telecomunicazioni analogiche e digitali, CEA. I contenuti dell'insegnamento sono coperti quasi completamente dai testi 1 e 2. I testi 3 e 4, insieme a 1 e 2, possono essere usati per un approfondimento degli argomenti trattati. Il docente fornisce inoltre agli studenti materiale aggiuntivo di esercitazione per la preparazione all'esame.
Contenuti
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Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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L’insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni sui seguenti argomenti: • Introduzione all'elettromagnetismo Richiami di calcolo vettoriale. Operatori differenziali in elettromagnetismo. Equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. Equazione di continuità. Relazioni costitutive. Condizioni al contorno. • Metodologie e concetti base della propagazione Il dominio della frequenza: regime sinusoidale, fasori, vettori complessi e polarizzazione. Trasformate di Fourier. Costanti secondarie. Teoremi fondamentali: Teorema di Poynting, Teorema di equivalenza ed unicità delle sorgenti. • Equazione delle onde e potenziali elettrodinamici Metodi di soluzione dell’equazione delle onde non omogenea: potenziali elettrodinamici. Onde piane: classificazione, polarizzazione, trasporto di potenza. Riflessione e rifrazione: leggi di Snell, riflessione totale ed angolo critico, angolo di Brewster. Trasmissione di segnali: velocità di fase, di gruppo e dispersione. Pacchetti di onde piane. • Linee di Trasmissione ed Adattamento Linee di trasmissione equivalenti: equazioni dei telegrafisti. Coefficiente di trasmissione e di riflessione. Impedenza. Adattamento in uniformità e in potenza. Carta di Smith. Adattamento a singolo e doppio stub. Adattatori a quarto d’onda. • Radiazione e Antenne Soluzione del problema della radiazione (problema non omogeneo): funzione di Green. Dipolo di Hertz. Campo di radiazione di sorgenti estese. Zone di trasmissione: campo vicino e campo lontano. Parametri d'antenna: diagramma di radiazione, direttività, guadagno, area efficace, polarizzazione. Bilancio di un radiocollegamento: dalle espressioni dei campi elettromagnetici alla formula di Friis. Equazione del RADAR.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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- Ripasso su segnali e sistemi tempo-continui. Distorsione. Sistemi non lineari. - Campionamento. Segnali e sistemi a tempo discreto. - Caratterizzazione statistica e spettrale dei segnali aleatori. - Modulazione con portante sinusoidale. Analisi dei segnali modulati. Demodulazione - Segnali modulati ad impulso. Conversione analogico-digitale Laboratorio: esercitazioni in ambiente Matlab (circa 20h) con elaborazione di audio e immagini
Insegnamento raggruppato: 012670 - PROPAGAZIONE
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L’insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni sui seguenti argomenti: • Introduzione all'elettromagnetismo Richiami di calcolo vettoriale. Operatori differenziali in elettromagnetismo. Equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. Equazione di continuità. Relazioni costitutive. Condizioni al contorno. • Metodologie e concetti base della propagazione Il dominio della frequenza: regime sinusoidale, fasori, vettori complessi e polarizzazione. Trasformate di Fourier. Costanti secondarie. Teoremi fondamentali: Teorema di Poynting, Teorema di equivalenza ed unicità delle sorgenti. • Equazione delle onde e potenziali elettrodinamici Metodi di soluzione dell’equazione delle onde non omogenea: potenziali elettrodinamici. Onde piane: classificazione, polarizzazione, trasporto di potenza. Riflessione e rifrazione: leggi di Snell, riflessione totale ed angolo critico, angolo di Brewster. Trasmissione di segnali: velocità di fase, di gruppo e dispersione. Pacchetti di onde piane. • Linee di Trasmissione ed Adattamento Linee di trasmissione equivalenti: equazioni dei telegrafisti. Coefficiente di trasmissione e di riflessione. Impedenza. Adattamento in uniformità e in potenza. Carta di Smith. Adattamento a singolo e doppio stub. Adattatori a quarto d’onda. • Radiazione e Antenne Soluzione del problema della radiazione (problema non omogeneo): funzione di Green. Dipolo di Hertz. Campo di radiazione di sorgenti estese. Zone di trasmissione: campo vicino e campo lontano. Parametri d'antenna: diagramma di radiazione, direttività, guadagno, area efficace, polarizzazione. Bilancio di un radiocollegamento: dalle espressioni dei campi elettromagnetici alla formula di Friis. Equazione del RADAR.
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Insegnamento raggruppato: 134356 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI (mutua dall'attività formativa ELABORAZIONE DEI SEGNALI - 134556 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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- Ripasso su segnali e sistemi tempo-continui. Distorsione. Sistemi non lineari. - Campionamento. Segnali e sistemi a tempo discreto. - Caratterizzazione statistica e spettrale dei segnali aleatori. - Modulazione con portante sinusoidale. Analisi dei segnali modulati. Demodulazione - Segnali modulati ad impulso. Conversione analogico-digitale Laboratorio: esercitazioni in ambiente Matlab (circa 20h) con elaborazione di audio e immagini
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