Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile - Università Mediterranea di Reggio Calabria - Didattica

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Laboratorio di progettazione di dispositivi ottici e wireless

Corso

Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni

Curriculum

Curriculum unico

Orientamento

Tecnologie per le comunicazioni ottiche e wireless

Anno Accademico

2020/2021

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ING-INF/02

Anno

Secondo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente

Roberta Palmeri

Obiettivi

Obiettivi formativi:
Il corso intende approfondire la conoscenza dei campi elettromagnetici in ambiti applicativi emergenti, quali Internet of Things (IoT) e 5G, nonché di tecnologie emergenti quali cristalli fotonici e metamateriali.
Gli studenti impareranno a dimensionare e progettare: antenne e sistemi a microonde per le telecomunicazioni; reti e circuiti di beam forming ed elementi radianti per applicazioni 5G e IoT; dispositivi ottici per le TLC e la sensoristica.
Sono forniti strumenti teorici sul funzionamento dei metodi numerici alla base dei software CAD di simulazione elettromagnetica utilizzati per lo sviluppo delle attività progettuali. Infine, è prevista una attività di laboratorio atta ad approfondire le conoscenze relative alla propagazione dei campi elettromagnetici sia alle frequenze ottiche sia alle microonde.

Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce gli strumenti per la progettazione di sistemi a microonde per le telecomunicazioni.
Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di dimensionare un’antenna con date specifiche, ovvero una rete di alimentazione per una schiera di antenne; di simulare il comportamento radioattivo dell'antenna; di misurare parametri caratteristici delle antenne (guadagno, diagramma di radiazione, polarizzazione) e, infine, di utilizzare strumenti come l’analizzatore di rete vettoriale.
Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite.
Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base della progettazione dei dispositivi trattati.
Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di progettare in autonomia dispositivi ottici e wireless.

Modalità di accertamento e valutazione:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono nella valutazione di relazioni di laboratorio e relazioni di progetto, nonché di in una prova orale volta ad accertare la comprensione dei principi di funzionamento e dei metodi adottati per l’analisi e la progettazione.
Le relazioni saranno valutate sulla base del livello di dettaglio fornito.
Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare. E’ attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente possieda competenze elementari sugli strumenti di progettazione adottati e le relazioni di progetto e laboratorio siano redatte in modo discreto. E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di dimensionare e progettare in autonomia i dispositivi trattati e dimostri buone competenze nella comprensione fisica degli argomenti. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti può essere attribuita la lode.

Programma

TEORIA GENERALE
Cristalli fotonici e metamateriali e relative applicazioni. Antenne e sensori per applicazioni IOT e 5G. Reti fotoniche (cenni). Metodi per la misura delle prestazioni: funzionamento e utilizzo.
PARTE PROGETTUALE
Dimensionamento e design mediante CAD di simulazione elettromagnetica di: antenne e sistemi a microonde per le telecomunicazioni, sensoristica e Wireless Power Transfer; Beam Forming Networks ed elementi radianti per applicazioni 5G ed IOT; dispositivi ottici per le telecomunicazioni e la sensoristica. Design di dispositivi basati su materiali artificiali mediante software sviluppato in ambiente Matlab.
PARTE SPERIMENTALE
ANTENNE: Misure per il controllo delle normative sulle emissioni e.m. Misura dei parametri di scattering (con due antenne). Misura del diagramma di radiazione e del guadagno di una antenna. Misura di polarizzazione.
LABORATORIO DI OTTICA: Esperimenti sulle leggi di riflessione di Fresnel. Misura dell’angolo di Brewster. Verifica sperimentale della Legge di Malus. Diffrazione da fenditura.

Testi docente

- Appunti dalle lezioni
- Lo, Y.T., Lee S.W. “Antenna handbook: Theory, Applications and Design”, Springer
- F. Capolino ‘Theory and phenomena of metamaterials’, CRC Press, Taylor&Francis
- F. Capolino ‘Applications of metamaterials’, CRC Press, Taylor&Francis
- Peng, G.D, ‘Handbook of Optical fibers’, Springer

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Sì

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere