Circuiti ad Alta Frequenza per Systems-on-Chip

Partendo dai concetti di elettromagnetismo di base, il corso intende fornire agli studenti le metodologie di progettazione e di analisi dei dispositivi a microonde ed in particolare delle strutture guidanti. Partendo da dispositivi passivi molto semplici quali attenuatori e filtri lo studente acquisirà via via competenze che gli permetteranno di progettare e analizzare dispositivi a microonde complessi quali i generatori di microonde. Questo tipo di conoscenza è di fondamentale importanza per un ingegnere delle telecomunicazioni. Infatti, qualsiasi sistema di telecomunicazione per funzionare correttamente necessita di strutture per la trasmissione guidata del segnale. Il corso intende fornire non solo gli strumenti di base ma anche competenze avanzate che permetterasnno allo studente di progettare qualsiasi tipo di dispositivo a microonde. I contenuti didattici del corso verranno integrati con esercitazioni software ed hardware e alcuni seminari tematici.

Contenuti del corso

Parte 1 - INTRODUZIONE E CONCETTI BASE DI MICROONDE

Problematiche relative alla progettazione e alla verifica di sistemi complessi a microonde

Parte 2 - LE BASI DELLA PROPAGAZIONE GUIDATA

Classificazione delle strutture guidanti. Dalle linee di trasmissione coassiale alla propagazione in guida d'onda. La propagazione modale. Come progettare ed usare una guida d'onda o una struttura guidante.

Parte 3 - DISPOSITIVI PASSIVI A MICROONDE

Rappresentazione matriciale dei dispositivi a microonde. La matrice di impedenza, di ammettenza, a catena e di scattering. Dispositivi a microonde come discontinuità. Le reti a T e PI-greca. Attenuatori fissi e variabili. Tecniche di progettazione per reti di alimentazioni di sistemi di antenna.

Parte 4 - DISPOSITIVI NON RECIPROCI

Il circolatore e l'isolatore. GLi accoppiatori direzionali. L'accoppiatore a due fori in guida. L'accoppiatore a microstriscia. Il rat race ring.

Parte 5 - FILTRI

Come progettare un filtro a microonde. Tecniche standar per la sintesi di filtri. Filtri passa alto/bassa elimina e passa banda. Filtri a larga banda. Filtri con risonatori a cavità.

Parte 6 - DISPOSITIVI ATTIVI

Amplificatori MMCs. Oscillatori a microonde a bassa potenza. Oscillatori a microonde ad alta potenza il magnetron.

Parte 7 - MISURE A MICROONDE

Misura di potenza tramite bolometro. Misura di frequenza e di impedenza mediante guida fessurata. Utilizzo dell'analizzatore di rete per la misura della matrice di scattering.  

Bibliografia

• R. E. Collin, "Foundation for Microwave Engineering." Ed: McGraw-Hill, 1992.
• K. C. Gupta, F. Bahl, and P. Barthia, "Microstrip Lines and Slotlines." Ed: Artech House, 1996.
• R. Sorrentino and G. Bianchi, "Ingegneria delle Microonde e Radiofrequenze." Ed: McGraw-Hill, 2006.