Gruppo opzionale:
1 INSEGNAMENTO OBBLIGATORIO - (visualizza)
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20810153 -
ANTENNAS AND PROPAGATION
(obiettivi)
Il corso si propone di completare la formazione sulle antenne ricevuta in corsi precedenti, in particolare in relazione allo studio e progettazione delle antenne ad apertura, delle antenne planari e degli allineamenti di antenne. Introduce inoltre il problema dello scattering elettromagnetico sia da strutture presenti nell’ambiente che da eventuali diffusori presenti nel terreno. Si propone infine di affrontare lo studio della propagazione delle onde radio e microonde nell’atmosfera terrestre. Ambiti di applicazione: industria biomedica, elettrica, elettronica e delle telecomunicazioni.
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Erogato presso
20810153 ANTENNAS AND PROPAGATION in Ingegneria delle tecnologie della comunicazione e dell'informazione LM-27 SCHETTINI GIUSEPPE, BACCARELLI PAOLO
( programma)
Fondamenti della radiazione elettromagnetica e parametri di un’antenna. Radiazione da dipolo corto. Radiazione da un loop di corrente. Radiazione da una distribuzione arbitraria di corrente. Dipolo a lambda mezzi. Impedenza d’antenna. Antenna a dipolo ripiegato, a dipolo corto e a monopolo. Antenne riceventi. Teorema di reciprocità ed area efficace. Disadattamento di polarizzazione. Formula di trasmissione di Friis. Rumore nei sistemi di comunicazione. Temperatura di rumore di antenna.
Introduzione agli array. Array monodimensionali, broad-side, end-fire. Array bidimensionali. Reti di alimentazione. Array parassiti. Antenne in ricezione: teorema di reciprocità ed area efficace, formula di trasmissione di Friis. Temperatura di rumore di antenna. Progettazione degli array. Metodo di Chebyshev, arrays binomiali, array polinomiali. Reti di alimentazione. Matrici di Butler. Arrays parassiti. Arrays log-periodici.
Antenne ad apertura: analisi e progettazione. Radiazione da una apertura piana. Metodo della trasformata di Fourier. Radiazione da apertura rettangolare e circolare. Principio di equivalenza. Applicazione del principio di equivalenza alla radiazione da apertura. Antenne a tromba. Radiazione da guida d'onda rettangolare e circolare. Ottica geometrica. Lenti a microonde. Antenne a paraboloide: efficienza, direttività, cross-polarizzazione. Metodo delle correnti indotte. Feed con bassa cross-polarizzazione. Sistemi a doppio riflettore. Radiazione da fenditura. Sintesi di allineamenti di fenditure. Antenne planari a microstriscia. Proprietà dei mezzi artificiali periodici e a band-gap elettromagnetico. Applicazione alle antenne.
Diffusione della radiazione in ambiente elettromagnetico complesso e casi canonici. Scattering di un’onda piana da un cilindro conduttore, polarizzazione E ed H. Cilindro dielettrico.
Le esercitazioni sono parte integrante del programma d’esame.
( testi)
A. Paraboni, M. D’Amico, “Radiopropagazione” Mc Graw-Hill Libri Italia. A. Paraboni, "Antenne", Mc Graw-Hill Libri Italia. C. Balanis, "Antenna theory, analysis and design", 3rd edition, Wiley, Robert E. Collin, "Antennas and Radiowave propagation", McGraw-Hill Book Company.
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Attività formative caratterizzanti
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20810138 -
ADVANCED ELECTROMAGNETIC COMPONENTS AND CIRCUITS
(obiettivi)
Il corso presenta il progetto di componenti e circuiti elettromagnetici in scenari applicativi moderni avanzati tra i quali le comunicazioni wireless, i componenti e dispositivi a microonde e a frequenze ottiche, i circuiti, le comunicazioni a microonde ed i sistemi radar, produzione/ trasferimento/immagazzinamento dell’energia in modalità wireless, con particolare riferimento agli aspetti innovativi legati all’impiego di materiali elettromagnetici artificiali e metamateriali.
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Erogato presso
20810339 ADVANCED ELECTROMAGNETIC COMPONENTS AND CIRCUITS in Ingegneria delle tecnologie della comunicazione e dell'informazione LM-27 TOSCANO ALESSANDRO
( programma)
Il corso è composto da 5 unità didattiche articolate come segue: PARTE 1 –PROPAGAZIONE GUIDATA E CIRCUITI DI ADATTAMENTO Modellizzazione di strutture guidanti, Circuiti reali di adattamento delle strutture guidanti, Reti di adattamento a banda stretta e a banda larga, Trasformatore a larga banda con funzione di trasferimento binomiale e di Chebyshev. PARTE 2 – RETI A MICROONDE: MODELLI E PROPRIETA’ Rappresentazioni matriciali delle reti a microonde e loro relazioni (Matrice ABCD, Matrice delle impedenze e delle ammettenze, Matrice di scattering e relazioni con le altre rappresentazioni matriciali), Matrice di Scattering [S] di una rete a N porte, Proprietà del componente osservando la matrice [S]: Reciprocità, Adattamento, Lossless. Rappresentazione a Grafo della matrice [S] per l'analisi dei componenti, Analisi della risposta in frequenza di componenti in una rete a microonde e progettazione delle reti compensatrici. PARTE 3 – COMPONENTI A 3 PORTE Analisi di una rete 3 porte generica, Analisi e progettazione di un circolatore a microonde, Analisi e progettazione di divisori di potenza (Divisore a giunzione, Divisore resistivo, Divisore di Wilkinson) in configurazione bilanciata e sbilanciata. PARTE 4 – COMPONENTI A 4 PORTE Analisi di una rete 4 porte generica, Proprietà e parametri di un accoppiatore direzionale, Analisi di accoppiatori direzionali simmetrici, antisimmetrici e ibridi in quadratura ed ad anello, Progettazione di accoppiatori direzionali PARTE 5 –PROGETTAZIONE DI RETI E COMPONENTI AVANZATI Introduzione alla progettazione di reti a microonde ed onde millimetriche reali. Introduzione all’uso di software CAD elettromagnetici per l’analisi e progettazione dei circuiti a microonde. Introduzione ai componenti in metamateriale per applicazioni radar, satellitari e comunicazioni wireless.
( testi)
I testi di riferimento del corso sono: 1) Appunti del docente disponibili su Moodle 2) “Microwave engineering”, autore David Pozar, editore Wiley 3) “Electromagnetic Waves and Antennas”, autore S.J. Orfanidis (free book online) 4) “Microwave solid state circuit design”, autori: I Bahl e P. Bhartia, editore: Wiley 5) “Foundation of Microwave Engineering”, autore: Robert E. Collin, editore: Wiley 6) “The stripline circulator: Theory and practice” , autore: J. Helszajn, editore: Wiley
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Attività formative caratterizzanti
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20810153 -
ANTENNAS AND PROPAGATION
(obiettivi)
Il corso si propone di completare la formazione sulle antenne ricevuta in corsi precedenti, in particolare in relazione allo studio e progettazione delle antenne ad apertura, delle antenne planari e degli allineamenti di antenne. Introduce inoltre il problema dello scattering elettromagnetico sia da strutture presenti nell’ambiente che da eventuali diffusori presenti nel terreno. Si propone infine di affrontare lo studio della propagazione delle onde radio e microonde nell’atmosfera terrestre. Ambiti di applicazione: industria biomedica, elettrica, elettronica e delle telecomunicazioni.
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Erogato presso
20810153 ANTENNAS AND PROPAGATION in Ingegneria delle tecnologie della comunicazione e dell'informazione LM-27 SCHETTINI GIUSEPPE, BACCARELLI PAOLO
( programma)
Fondamenti della radiazione elettromagnetica e parametri di un’antenna. Radiazione da dipolo corto. Radiazione da un loop di corrente. Radiazione da una distribuzione arbitraria di corrente. Dipolo a lambda mezzi. Impedenza d’antenna. Antenna a dipolo ripiegato, a dipolo corto e a monopolo. Antenne riceventi. Teorema di reciprocità ed area efficace. Disadattamento di polarizzazione. Formula di trasmissione di Friis. Rumore nei sistemi di comunicazione. Temperatura di rumore di antenna.
Introduzione agli array. Array monodimensionali, broad-side, end-fire. Array bidimensionali. Reti di alimentazione. Array parassiti. Antenne in ricezione: teorema di reciprocità ed area efficace, formula di trasmissione di Friis. Temperatura di rumore di antenna. Progettazione degli array. Metodo di Chebyshev, arrays binomiali, array polinomiali. Reti di alimentazione. Matrici di Butler. Arrays parassiti. Arrays log-periodici.
Antenne ad apertura: analisi e progettazione. Radiazione da una apertura piana. Metodo della trasformata di Fourier. Radiazione da apertura rettangolare e circolare. Principio di equivalenza. Applicazione del principio di equivalenza alla radiazione da apertura. Antenne a tromba. Radiazione da guida d'onda rettangolare e circolare. Ottica geometrica. Lenti a microonde. Antenne a paraboloide: efficienza, direttività, cross-polarizzazione. Metodo delle correnti indotte. Feed con bassa cross-polarizzazione. Sistemi a doppio riflettore. Radiazione da fenditura. Sintesi di allineamenti di fenditure. Antenne planari a microstriscia. Proprietà dei mezzi artificiali periodici e a band-gap elettromagnetico. Applicazione alle antenne.
Diffusione della radiazione in ambiente elettromagnetico complesso e casi canonici. Scattering di un’onda piana da un cilindro conduttore, polarizzazione E ed H. Cilindro dielettrico.
Le esercitazioni sono parte integrante del programma d’esame.
( testi)
A. Paraboni, M. D’Amico, “Radiopropagazione” Mc Graw-Hill Libri Italia. A. Paraboni, "Antenne", Mc Graw-Hill Libri Italia. C. Balanis, "Antenna theory, analysis and design", 3rd edition, Wiley, Robert E. Collin, "Antennas and Radiowave propagation", McGraw-Hill Book Company.
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ING-INF/02
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Attività formative caratterizzanti
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20802052 -
DISPOSITIVI E SISTEMI FOTOVOLTAICI
(obiettivi)
Il corso fornisce una conoscenza di base dei principi fisici di funzionamento e delle tecnologie dei dispositivi fotovoltaici partendo dalle celle solari di prima generazione in silicio (cristallino, policristallino e amorfo) e proseguendo con i dispositivi di seconda (tecnologie a film sottile) e terza generazione (celle multigiunzione). Il corso tratta dispositivi, moduli e sistemi fotovoltaici e comprende un'introduzione all'accumulo e alla distribuzione dell'energia solare. Obiettivo del corso è far acquisire le conoscenze specifiche per il progetto, l'analisi e la caratterizzazione di dispositivi e sistemi fotovoltaici. Sono previste esercitazioni in laboratorio su celle commerciali e sperimentali e simulazioni con SPICE.
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COLACE LORENZO
( programma)
Introduzione: Cenni storici. Costi e previsioni di mercato. Obiettivi delle ricerche attuali. Sviluppo e sfide del silicio cristallino e delle tecnologie a film sottile. Sistemi a concentrazione. Tecnologie emergenti e future. Fisica della cella solare: Radiazione solare. Richiami di teoria dei semiconduttori. Assorbimento ottico. Generazione, ricombinazione e trasporto. Caratteristiche I–V e parametri caratteristici. Celle solari a elevata efficienza. Effetti di ricombinazione superficiale. Band gap ed efficienza. Risposta spettrale. Effetti di resistenza parassita. Effetti della temperatura. Celle solari a concentrazione. Limitazioni di efficienza. Criteri di ottimizzazione. Celle e moduli in silicio cristallino: Il silicio monocristallino. Celle solari in Si monocristalino. Celle multicristalline. Moduli in silicio monocristallino. Proprietà elettriche e ottiche dei moduli. Proprietà dei moduli sul campo. Celle solari a film sottile in Si: Panoramica delle celle a film sottile. Criteri di progetto. Tendenze future. Celle solari multigiunzione III-V: Fisica delle celle multigiunzione. Configurazione delle celle. Calcolo delle prestazioni. Considerazioni sui materiali. Celle multigiunzione di ultima generazione. Celle solari a concentrazione: Tipi di concentratori. Ottica dei concentratori. Analisi e progetto. Celle solari in silicio amorfo: Struttura elettronica del silicio amorfo idrogenato. Deposizione di silicio amorfo. Celle solari in a-Si. Celle multigiunzione. Celle in a-Si su supporto flessibile. Celle solari in Cu(InGa)Se2: Proprietà del materiale. Metodi di deposizione. Realizzazione dei dispositivi. Principio di funzionamento. Caratteristiche ottiche ed elettriche. Caratterizzazione di celle e moduli: Figure di merito. Misura delle caratteristiche I-V. Responsività spettrale. Qualificazione e certificazione dei moduli. Sistemi fotovoltaici: Introduzione ai sistemi fotovoltaici. Componenti. Sviluppi della tecnologia dei sistemi. Immagazzinamento. Power Conditioning. Energia assorbita e fornita da sistemi fotovoltaici. Considerazioni economiche e ambientali. Simulazioni con PC1D. Esercitazioni in laboratorio: caratteristiche I-V, estrazione dei parametri.
( testi)
M.A. Green "Solar Cells: Operating Principles, Technology, and System Applications" (Prentice-Hall) J. Nelson "Physics of Solar Cells" Imperial College Press 1st (first) Edition
+ contenuti aggiuntivi su piattaforma e-learning Moodle
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Attività formative caratterizzanti
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20810202 -
MICRO E NANOTECNOLOGIE ELETTRONICHE
(obiettivi)
Il corso si propone di illustrare le principali tecnologie micro e nano elettroniche attualmente in uso in diversi ambiti, per alte frequenza nelle telecomunicazioni, per elettronica organica su substrati plastici flessibili, per display nell’elettronica di consumo. Vengono poi analizzate alcune tecnologie emergenti, quali l’elettronica in grafene e l’elettronica basata su fili quantici e nanotubi di carbonio. Particolare attenzione è rivolta al principio di funzionamento dei computer quantistici e le nuove prospettive di calcolo.
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ROSSI MARIA CRISTINA
( programma)
Richieste del mercato elettronico: altissima densità di integrazione dei dispositivi elettronici, MOSFET sub micrometrici, effetti di canale corto, drain induced barrier lowering (DIBL), correnti di perdita nel gate. Elettronica per alta frequenza nelle telecomunicazioni: bandgap engineering, eterogiunzioni, dispositivi ad alta mobilità elettronica (HEMT) e transistor bipolari a etero giunzione (HBT), tecniche di realizzazione. Ingegneria della deformazione all’eterogiunzione (STRAINTRONICS). Elettronica organica su substrati plastici flessibili, elettronica indossabile: semiconduttori organici, trasporto di carica, dispositivi organici, tecniche di realizzazione. Tecnologie elettroniche per display: a cristalli liquidi (LCD display), a punti quantici (QD display), OLED display. Struttura e proprietà dei punti quantici (QD). Tecnologie emergenti Elettronica in Grafene: Struttura, proprietà e tecniche di realizzazione. Dispositivi in grafene. Porte logiche, circuiti di calcolo per la nano elettronica: fili quantici (QW, quantum wires). Struttura, proprietà e tecniche di realizzazione. Sensori chimici e biosensori nanometrici: nanotubi di carbonio (CNT). Struttura, proprietà, tecniche di realizzazione. Computer quantistici: computazione quantistica, capacità di calcolo e parallelismo quantistico, bit quantistici (Qubit) e porte logiche quantistiche, “entanglement” quantistico.
( testi)
ThomasBrozek, Micro- and Nanoelectronics: Emerging Device Challenges and Solutions, CRC Press (2014)
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ING-INF/01
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Attività formative caratterizzanti
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20810086 -
SUPERCONDUTTIVITÀ SPERIMENTALE
(obiettivi)
Acquisire conoscenze riguardanti: le applicazioni della superconduttività, le metodologie delle principali indagini sperimentali sui superconduttori, i fondamenti dei principali modelli teorici. Identificare quali peculiarità della superconduttività siano sfruttate in dispositivi e sistemi basati su superconduttori.
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SILVA ENRICO
( programma)
1 Fondamenti e complementi. Resistenza nulla, correnti persistenti. Persistent Current Switch. Effetto Meissner. Superconduttori di tipo I e II. Campi critici. Quantizzazione del flussoide. Equazioni dei London.
2 Materiali superconduttori. Elementi. Leghe, composti binari. Cuprati. Altri superconduttori.
3 Cenni alla teoria microscopica. Coppie di Cooper: discussione qualitativa. Lunghezza di coerenza BCS. Stato fondamentale BCS. Quasiparticelle. Effetti a temperatura non nulla. Evidenze sperimentali: effetto isotopico; assorbimento di radiazione elettromagnetica: la gap. Corrente di depairing.
4 Effetto Josephson. Effetto Josephson (derivazione di Feynmann). Modello RCSJ. Effetto Josephson ac. Shapiro steps. Standard di tensione. SQUID; Effetto del campo magnetico, corrente critica e interferenza quantistica. Caso di schermaggio debole. Applicazioni.
5 Proprietà di trasporto. Modello a due fluidi. Conducibilità ac. Impedenza superficiale. Applicazioni: linee di ritardo; filtri; cavità acceleratrici.
6 Termodinamica dello stato superconduttivo. Energia libera di Gibbs. Energia di condensazione. Teoria di Ginzburg-Landau. Lunghezze caratteristiche. Energia superficiale: superconduttori di tipo II.
7 Superconduttori di Tipo II. Flussoni. Reticolo di Abrikosov. Campi critici inferiore e superiore. Moto flussonico. Pinning. Irreversibilità. Modello di Bean. Flux-flow, flux-creep, TAFF.
8 Argomenti ulteriori Superconduttori anisotropi. Levitazione magnetica. Applicazioni di potenza, cavi e magneti per la fusione nucleare.
9 Esperienze di laboratorio, dimostrazioni.
( testi)
Sono elencati i testi da cui sono tratti gli argomenti. Sul sito sono indicati i capitoli rilevanti e le eventuali integrzioni. Lucidi e dispense vengono distribuiti durante il corso attraverso il sito web. Sito web (al momento della redazione di questa nota): http://www.sea.uniroma3.it/eldem/
[BK] W. Buckel, R. Kleiner, "Superconductivity - Fundamentals and Applications", Wiley
[EH] C. Enss, S. Hunklinger, "Low-Temperature Physics", Springer
[FS] K. Fossheim, A. Sudbø, "Superconductivity - Physics and applications", John Wiley and Sons, Ltd.
[IW] Iwasa, "Case Studies in Superconducting Magnets", 2nd Edition, Springer
[OD] T.P. Orlando, K.A. Delin, "Foundations of Applied Superconductivity", Addison Wesley si vedano anche le slide del corso "Applied Superconductivity" del MIT (Open CourseWare)
[OPe] F. J. Owens, Ch. P. Poole, Jr., "Electromagnetic Absorption in the Copper Oxide Superconductors", Springer
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ING-INF/07
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Attività formative caratterizzanti
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20810070 -
SOSTENIBILITA' E IMPATTO AMBIENTALE
(obiettivi)
Fornire agli allievi nozioni in materia di impatto ambientale delle attività antropiche, classificare gli impatti, illustrare il concetto di sostenibilità, descrivere procedure di valutazione di impatto ambientale e protocolli di certificazione ambientale. Illustrare, attraverso casi di studio significativi, esempi di valutazione di impatto ambientale e di mitigazione degli impatti.
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ASDRUBALI FRANCESCO
( programma)
Generalità, consumi, riserve e previsioni: Caratteri di interdisciplinarietà dei problemi energetici. Definizione delle grandezze e degli indici energetici. Consumi, riserve e previsioni: il panorama energetico mondiale, la situazione energetica italiana. Sviluppo sostenibile Le conferenze internazionali in materia di clima e ambiente: il Protocollo di Kyoto, il post-Kyoto, COP 21. Le direttive comunitarie in materia di energia, ambiente e clima. Lo sviluppo sostenibile: definizione, strumenti e metodi. La carta di Aalborg, i processi di Agenda 21, il patto dei Sindaci. L’inquinamento ambientale Impatto ambientale dei sistemi energetici, produttivi e delle infrastrutture di trasporto. Inquinamento atmosferico: sorgenti, inquinanti, legislazione, tecniche per il controllo delle emissioni. L’inquinamento globale: piogge acide, ozono, effetto serra. Altre forme di inquinamento: l’inquinamento termico, acustico, elettromagnetico Valutazioni di impatto ambientale La valutazione di impatto ambientale: legislazione, procedure, metodologie, contenuti e fasi., Valutazione Ambientale Strategica. Impronta ambientale Procedure di valutazione dell’impronta ambientale: Life Cycle Assessment; Life Cycle Social Assessment. Carbon Footprint e Water Footprint. Protocolli di certificazione ambientale Sistemi di certificazione ambientale dei processi produttivi: ISO 14000, EMAS, Ecolabel. Protocolli di sostenibilità ambientale degli edifici: LEED; BREEAM; ITACA. Protocolli di certificazione di sostenibilità delle Università: Green Metric La Green Economy Definizioni, settori di intervento, Manifesto della Green Economy. Cenni ai meccanismi di incentivazione nel settore della Green Economy. Analisi costi/benefici. Applicazioni e casi di studio Esempi di valutazioni di impatto ambientale: processi produttivi dell’industria manifatturiera, dell’industria elettronica, del settore delle costruzioni (edifici e infrastrutture di trasporto); servizi informatici e delle telecomunicazioni. Mitigazione degli impatti. Buone pratiche di sostenibilità.
( testi)
Tutti i materiali delle lezioni saranno resi disponibili sulla piattaforma Moodle di Ateneo; saranno inoltre consigliati testi di approfondimento.
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ING-IND/11
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Attività formative affini ed integrative
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