Circuiti ad Alta Frequenza per Systems-on-Chip

Name (Acronym)

Circuiti ad Alta Frequenza per Systems-on-Chip (CAF)
ECTS

6
Contact E-mail

giacomo.oliveri@unitn.it
Teacher

OLIVERI Giacomo
Syllabus

ESSE3 Page
Institution

DISI, Università di Trento
Study Program

B.C. Ingegneria Informatica, delle Comunicazioni ed Elettronica [LT ICE]
Degree

Bachelor
Language

Italian
Tracks

Fields and Waves ("Advanced EM Technologies"), Safety and Cybersecurity, Wave Manipulations and Artificial/Smart Materials

ABSTRACT

Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente le competenze teoriche e la conoscenza delle tecniche di studio e design relative alla analisi, progettazione, e validazione di circuiti e sistemi ad alta frequenza per comunicazioni mobili basati su superfici artificiali, metasuperfici e smart skin elettromagnetiche sia statiche sia riconfigurabili e sistemi on-chip. Nella prima parte del corso si introdurranno i principi fondamentali della radiazione da superfici con impedenza controllabile a micro-scala e dei relativi parametri descrittivi. Nella seconda parte del corso saranno fornite agli studenti le competenze fondamentali (sia teoriche sia tecnologiche) per la progettazione di applicazioni basate su metasuperfici e smart skin elettromagnetiche (tra cui reflectarray, WAIMs, polarizzatori d'onda, wave absorbers, wave benders) per comunicazioni mobili. Durante il corso saranno svolte esercitazioni guidate al calcolatore per la progettazione, simulazione elettromagnetica, e la validazione numerica mediante tool SW commerciali di design basati su metasuperfici e smart skin sia statiche sia riconfigurabili in scenari di comunicazioni mobili. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di analizzare teoricamente, progettare, modellare, simulare, e validare sistemi basati su metasuperfici e smart skin elettromagnetiche sia statiche sia riconfigurabili.

CONTENUTI DEL CORSO

Parte 1. RICHIAMI DI PROPAGAZIONE WIRELESS

Introduzione e fondamenti dei sistemi wireless per comunicazioni
Richiami ai principi della radiazione e i parametri descrittivi dei sistemi wireless

Parte 2. INTRODUZIONE ALLE SUPERFICI ARTIFICIALI, METASUPERFICI, E SMART SKIN ELETTROMAGNETICHE

Il concetto di "Surface Electromagnetics"
Superfici uniformi, frequency-selective surfaces, soft/hard surfaces, quasi-periodic surfaces
Teorema di equivalenza superficiale

Parte 3. SINTESI, ANALISI, E SIMULAZIONE DI METASUPERFICI E SMART SKINS

Sintesi mediante concetto di impedenza superficiale
Analisi numerica di metasuperfici ed esempi illustrativi
Realizzazione pratica di metasuperfici
Analisi e modeling di strutture quasi-periodiche
Applicazione al design di reflectarray e transmittarray
Cenni alle metasuperfici con impedenza modulata

Parte 4. APPLICAZIONI IN SISTEMI A MICROONDE, TERAHERTZ, E FREQUENZE OTTICHE

Esempi di applicazioni delle superfici artificiali, metasuperfici, e smart skin in sistemi wireless a microonde tra cui assorbitori ultra-sottili, superfici a controllo della polarizzazione, antenna a basso profilo, WAIMs, Reflectarrays e Transmitarrays
Cenni ad applicazioni ad altissima frequenza (metalenti ottiche, invisibility cloaks)

ATTIVITÀ DIDATTICHE

Lezioni Teoriche
Autovalutazione con e-Xam (dopo ogni lezione o periodicamente)
Esercitazioni MATLAB
Esame Finale con e-Xam

BIBLIOGRAFIA

C. A. Balanis, Antenna Theory, John Wiley & Sons, 1997.
R. J. Mailloux, Phased Array Antenna Handbook, 2nd Ed. Artech House, 2005.
F. Yang, Y. Rahmat-Samii, Surface Electromagnetics with Applications in Antenna, Microwave, and Optical Engineering, Cambridge University Press, 2019.
D. H. Werner and D. H. Kwon, Transformation Electromagnetics and Metamaterials, Fundamental Principles and Applications, Springer, 2014.