Corso di laurea: Ingegneria delle tecnologie della comunicazione e dell'informazione Programmazione per l'A.A. 2020/2021

Versione Inglese

Primo anno

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20801694 - ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI PER TELECOMUNICAZIONI (obiettivi)

- GIUNTA GAETANO (programma) (testi)

ING-INF/03

Attività formative caratterizzanti

ITA

20802045 - TEORIA DELL'INFORMAZIONE E CODICI (obiettivi)

- NERI ALESSANDRO (programma)

Elementi di teoria dell’informazione: entropia di una sorgente, entropia relativa. Entropia congiunta e entropia condizionata. Statistica sufficiente. Codifica di sorgente senza perdita di informazione: Codici ottimi. Limiti sulla lunghezza delle parole di codice per i codici ottimi. Diseguaglianza di Kraft per codici univocamente decodificabili. Codificatori di Huffman e di Shannon-Fano-Elias. Codifica di sorgente Universale. Codificatori aritmetici. Codificatore di Lempel-Ziv.
Equivocazione, tasso di informazione mutua, capacità di canale. Capcità dei canali binari simmetrici e dei canali limitati in banda affetti da rumore additivo gaussiano.
Teorema di Shannon sulla codifica di canale. Diseguaglianza di Fano. Teorema della separazione tra codifica di sorgente e la codifica di canale.
Codificazione dei segnali audio
Caratteristiche del sistema uditivo umano, soglia assoluta di udibilità, percezione dei suoni complessi, banda critica e mascheramento simultaneo, caratteristiche temporali dei meccanismi di mascheramento.
Tecniche di codifica del segnale vocale. Codiche temporali: G.711, G.726 e G.727. Codifiche basate su modelli: G.729. Codifiche nel dominio della frequenza: MPEG 1 layer I, II e III, MPEG-2 e MPEG-4.
Elementi di codifica delle immagini: la trasformata coseno discreta (DCT) e la codifca JPEG.

Codici lineari a blocco: definizione, matrice generatrice, controlli di parità, codici sistematici Rivelazione e correzione d’errore per codici lineari a blocco. Sindrome. Codice duale di un codice lineari a blocco. Decodificatore ottimo. Rivelazione e correzione d’errore per canali binari simmetrici. Schieramento standard. Prestazioni. Campi di Galois: definizioni e proprietà. Codici ciclici. Codici d Hamming. Codici di Reed-Solomon.
Codici convoluzionali: definizioni e proprietà. Decodifica a massima verosimiglianza: canali binari simmetrici e canali gaussiani Serie di Markov: definizioni e prorietà.
Algoritmo di Viterbi: principio, implementazione e prestazioni Algoritmo di Viterbi: prestazioni.
Turbocodici: definizioni e principio di funzionamento.
Codici concatenati. Codificatori convoluzionali ricorsivi sistematici. Interallacciatori per codici convoluzionali. Calcolo della probabilità a posteriori (AAP) per i turbocodici. Principio di funzionamento dei protocolli ARQ ibridi.
Decodificatori per turbo codici: algoritmo di decodifica.
Codici punturati. Reti bayesiane. Grafi orientati aciclici. Algoritmo di Pearl. Alberi bayesiani. Codici a lineari ablocco a bassa densità (LDPC): definizioni e proprieta. Decodicatore per LDPC. Cenni sulla codifica di canale orientata al pacchetto: codici a fontana e codici Raptor.
Teoria della stima. Stima a minimo errore quadratico medio: soluzione generale, caso Gaussiano in Gaussiano. Trasformata discreta di Fourier per processi ciclostazionari. Filtro di Wiener: caso Gaussiano in Gaussiano. Stima a minimo errore assoluto medio (MMAE). Stima a massima probabilità a posteriori (MPA). Stima a massima verosimiglianza (ML). Diseguaglianza di Cramèr Rao mono e pluridimensionale. Stimatori efficienti. Matrice di informazioen di Fisher. Stima di tempo d’arrivo. Stima congiunta di tempo d’arrivo e spostamento Doppler. Trasformata wavelet e analisi multirisoluzione. Restauro del segnale nel dominio della trasformata Wavelet.

(testi)

ING-INF/03

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: Ulteriori insegnamenti caratterizzanti e affini - (visualizza)

20801664 - RICERCA OPERATIVA (obiettivi) Fornire conoscenze di base per la rappresentazione e la soluzione di problemi di ottimizzazione, con particolare attenzione ai modelli di programmazione lineare e non lineare. Gli argomenti comprendono le basi metodologiche, la modellazione dei problemi, gli algoritmi di soluzione e alcune applicazioni. - Erogato presso 20801664 RICERCA OPERATIVA in Ingegneria delle infrastrutture viarie e trasporti LM-23 N0 PACCIARELLI DARIO (programma) 1. INTRODUZIONE ALLA PROGRAMMAZIONE MATEMATICA PROGRAMMAZIONE CONVESSA PROGRAMMAZIONE LINEARE 2. FORMULAZIONE DI PROBLEMI DI PROGRAMMAZIONE LINEARE ALLOCAZIONE DI RISORSE GESTIONE DELLE SCORTE PIANIFICAZIONE DI ATTIVITÀ 3. SOLUZIONE DI PROBLEMI DI PROGRAMMAZIONE LINEARE GEOMETRIA DELLA PROGRAMMAZIONE LINEARE ALGORITMO DEL SIMPLESSO 4. TEORIA DELLA DUALITÀ TEOREMA DEBOLE E TEOREMA FORTE DELLA DUALITÀ CONDIZIONI DI COMPLEMENTARITÀ ANALISI DI SENSITIVITÀ 5. OTTIMIZZAZIONE NON VINCOLATA GRADIENTE E MATRICE HESSIANA CONDIZIONI NECESSARIE DI MINIMO DEL PRIMO E DEL SECONDO ORDINE CONDIZIONI SUFFICIENTI DI MINIMO LOCALE CONDIZIONI SUFFICIENTI DI MINIMO GLOBALE NEL CASO CONVESSO METODO DEL GRADIENTE METODO DI NEWTON 6. OTTIMIZZAZIONE VINCOLATA CONDIZIONI DI KARUSH KUHN TUCKER CENNI SULLE FUNZIONI DI PENALITÀ E SUI METODI DI BARRIERA (testi) DISPENSE A CURA DEL DOCENTE	6	MAT/09	54	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20801702 - SICUREZZA DELL'INFORMAZIONE (obiettivi) Elementi di crittografia: Il corso presenta un introduzione alla crittografia utile a capire le innovazioni odierne. Si cerca di stimolare l interesse degli studenti per la parte applicativa, senza trascurare gli argomenti di matematica discreta e di teoria dei numeri che giocano un ruolo essenziale nella crittografia a chiave pubblica. Sicurezza delle telecomunicazioni: Il corso ha come obiettivo l analisi dei principali meccanismi e protocolli utilizzati nell’ambito della sicurezza nelle reti di telecomunicazioni. Verranno analizzati i principali meccanismi per autenticazione, accesso, integrità, privacy nelle reti tlc. In particolare vengono presentati i concetti di crittografia, i protocolli di autenticazione e comunicazione sicura, architetture di rete sicure. Inoltre, verrà fornita allo studente la conoscenza delle tecnologie per la sicurezza dei contenuti multimediali (steganografia e watermarking digitale). Verranno anche sviluppate le conoscenze matematiche necessarie a comprendere il funzionamento e a costruire crittosistemi e protocolli, in particolare a chiave pubblica.
20801758 - BASI DI DATI I (obiettivi) Presentare modelli, metodi e sistemi per la definizione, progettazione e realizzazione di sistemi software che gestiscano insiemi di dati di grandi dimensioni. Lo studente che abbia superato il corso dovrà essere in grado di: realizzare applicazioni che utilizzino basi di dati anche di grande complessità, progettare e realizzare autonomamente basi di dati di media complessità, partecipare al progetto e alla realizzazione di basi di dati di grande complessità. - Erogato presso 20801758 BASI DI DATI I in Ingegneria gestionale e dell'automazione LM-32 (docente da definire)	6	ING-INF/05	54	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
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. - Erogato presso 20810070 SOSTENIBILITA' E IMPATTO AMBIENTALE in Ingegneria elettronica per l'industria e l'innovazione LM-29 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.	6	ING-IND/11	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA

Secondo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20810110 - ADVANCED ELECTROMAGNETICS (obiettivi)

- BILOTTI FILIBERTO (programma)

Parte I - Interazione tra campo elettromagnetico e materiali naturali
Fondamenti della teoria dei campi elettromagnetici. Risposta macroscopica dei materiali naturali. Relazioni costitutive e classificazione dei materiali. Linearità. Dispersione. Località. Materiali stazionari ed omogenei. Causalità e relazioni di Kramers-Kronig. Risposta elettrica dei materiali naturali. Polarizzazione elettrica del materiale. Polarizzabilità elettronica, atomica, ionica, di orientamento, di interfaccia. Modello di Lorentz: derivazione e discussione. Modello di Drude: derivazione e discussione. Risposta magnetica dei materiali naturali. Risposta elettrodinamica di una ferrite magnetizzata.

Parte II - Interazione tra campo elettromagnetico e materiali artificiali
Materiali elettromagnetici artificiali. Prospettiva storica. Materiali chirali. Risposta microscopica della materia. Concetto di polarizzabilità. Polarizzabilità elettrica di una sfera dielettrica. Polarizzabilità magnetica di una spira metallica. Polarizzabilità elettrica di una striscia metallica. Polarizzabilità elettrica di una spira metallica. Polarizzabilità della particella metallica a forma di omega. Effetto magneto-elettrico. Campo locale e campo di interazione. Dalla risposta microscopica a quella macroscopica. Tecniche di omogeneizzazione. Formula di Maxwell-Garnett. Formula di Clausius-Mossotti. Formula di Bruggeman. Densità di energia per materiali dispersivi. Causalità e conservazione dell’energia: comportamento in frequenza dei parametri costitutivi. Dispersione anomala. Introduzione ai metamateriali. Panoramica storica. Metamateriali e loro definizioni. Studi di Victor Veselago. Indice di rifrazione negativo. Materiali con indice di rifrazione negativo e loro prima implementazione. Terminologia dei metamateriale. Materiali elettrici artificiali con permittività negativa. Il mezzo a fili. Il mezzo a piatti metallici piani e paralleli. Metalli nobili alle frequenze ottiche. Materiali elettrici artificiali nel visibile. Metamateriali ENZ. Magnetismo naturale e artificiale. Lo Split-Ring Resonator: concetto, analisi e progettazione. Miniaturizzazione di inclusioni magnetiche. Il Multiple Split-Ring Resonator: concetto, analisi e progettazione. Lo Spiral Resonator: concetto, analisi e progettazione. Il Labyrinth Resonator: concetto, analisi e progettazione. Modellazione di inclusioni metalliche nel visibile. L'induttanza cinetica degli elettroni. La struttura Fishnet. Materiali ad indice di rifrazione negativo nel visibile. Magnetismo alle frequenze ottiche.

Parte III - Interazione tra campo elettromagnetico e la materia vivente
Introduzione al bioelettromagnetismo. Panoramica storica ed impatto. Modellistica elettrica dei tessuti viventi. Meccanismo di interazione, effetti biologici e sulla salute. Quantità fisiche per determinare il rischio. Dosimetria e limiti di esposizione. Regolamentazione europea e nazionale.

Parte IV - Imaging elettromagnetico, sensoristica elettromagnetica ed invisibilità elettromagnetica
Imaging, sensoristica ed invisibilità: definizioni e principi di base. Microscopia: definizione e classificazione. Nozioni di base e principi di microscopia ottica. Tecniche di bright field, dark field, contrasto di fase, fluorescenza. Microscopia a raggi X e microscopia elettronica. TEM e SEM. Limite della diffrazione nelle lenti ottiche. La lente perfetta: aspetti fisici, progettazione, implementazione e funzionamento. Esempi di superlenti che lavorano a diverse frequenze. Metamateriali iperbolici: definizione e proprietà. Le iperlenti: aspetti fisici, progettazione, implementazione e funzionamento. Super e iper-lenti ibride. Microscopia in campo vicino. NSOM: fondamenti e principi. Modalità operative dell’NSOM: illumination, collection e scattering mode. Scattering e assorbimento di onde elettromagnetiche. Sezioni di scattering, assorbimento ed estinzione. Principi di spettroscopia. Scattering di Rayleigh (risposta elastica). Scattering Raman (risposta anelastica; scattering Stokes e anti-Stokes). Spettroscopia IR. Polaritone plasmone di superficie (SPP): definizione ed eccitazione. Sensori elettromagnetici basati sulla risonanza plasmonica di superficie (SPR): definizione, aspetti fisici, implementazione, funzionamento. Modulazione angolare, di lunghezza d'onda, intensità, fase, polarizzazione di sensori basati su SPR. Biosensori basati su SPR. Preparazione del campione. Sensogrammi. Sensibilità, FoM, LoD. Localized Surface Plasmon (LSP): definizione ed eccitazione. Sensori elettromagnetici basati sulla risonanza plasmonica di superficie localizzata (LSPR): definizione, fisica, implementazione, funzionamento. Principi di spettroscopia SERS. Riduzione dell'osservabilità dell'oggetto. Tecnologie stealth e RAM. Invisibilità elettromagnetica: definizione e figura di merito. L'elettromagnetismo di trasformazione come via per l'invisibilità. Approcci alternativi al cloaking. Principali limitazioni. Cancellazione dello scattering. Mantelli volumetrici per oggetti cilindrici e sferici: analisi e progettazione. Cloaking di oggetti con altre forme. Implementazione di mantelli volumetrici basati sulla cancellazione dello scattering a microonde e a frequenze ottiche. Mantle cloaking: concetto, modellistica, progettazione e realizzazione. Applicazioni del cloaking alle frequenze ottiche. Riduzione e manipolazione delle forze ottiche. Riduzione dell'effetto Casimir. Sistemi NSOM: principi di funzionamento e applicazioni. Transmission, reception e scattering mode. Punte dell’NSOM parzialmente schermate per immagini ad elevata risoluzione. Applicazioni dell’invisibilità alle antenne. Nascondere oggetti passivi e ostacoli nel campo vicino di un'antenna. Nascondere un'antenna ricevente. Nascondere antenne trasmittenti. Dispositivi di invisibilità non lineari. Metasuperfici riconfigurabili e relative applicazioni nei sistemi 5G+.

(testi)

ING-INF/02

Attività formative caratterizzanti

ENG

Gruppo opzionale: Ulteriori insegnamenti caratterizzanti e affini - (visualizza)

20801690 - COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI (obiettivi) L’insegnamento ha l'obiettivo di presentare gli aspetti sistematici e modellistici legati al supporto di servizi multimediali nelle reti di telecomunicazioni. Verranno definite le caratteristiche del dato multimediale e delle varie tipologie di sorgente (sistema visivo umano, sistema uditivo, ecc.). Saranno trattati gli aspetti architetturali e protocollari legati a specifici esempi di rete, aspetti di codifica di sorgente, di protezione dell'informazione mediante codifica di canale e di integrazione di informazioni di natura differente (video, audio, dati). Parte dell insegnamento sarà dedicata ai sistemi innovativi di codifica e trasmissione. - CARLI MARCO (programma) Introduzione al multimediale Formazione dell'immagine Sistema visivo umano Codifica di sorgente per segnali multimediali (JPEG, MPEG H264, HEVC...) Codifica audio sistemi di comunicazione vs. multimedia Qualità del servizio Interfacce uomo macchina - HTC VIVE (testi) P. Havaldar and G. Medioni “Multimedia Systems – Algorithms, Standards and Industry Practices”, Cengage Learning – 978-1-4188-3594-1 Ohm, Multimedia Communication Technology, Springer, ISBN: 978-3-642-62277-9 (Print) 978-3-642-18750-6 (Online)	6	ING-INF/03	42	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20801702 - SICUREZZA DELL'INFORMAZIONE (obiettivi) Elementi di crittografia: Il corso presenta un introduzione alla crittografia utile a capire le innovazioni odierne. Si cerca di stimolare l interesse degli studenti per la parte applicativa, senza trascurare gli argomenti di matematica discreta e di teoria dei numeri che giocano un ruolo essenziale nella crittografia a chiave pubblica. Sicurezza delle telecomunicazioni: Il corso ha come obiettivo l analisi dei principali meccanismi e protocolli utilizzati nell’ambito della sicurezza nelle reti di telecomunicazioni. Verranno analizzati i principali meccanismi per autenticazione, accesso, integrità, privacy nelle reti tlc. In particolare vengono presentati i concetti di crittografia, i protocolli di autenticazione e comunicazione sicura, architetture di rete sicure. Inoltre, verrà fornita allo studente la conoscenza delle tecnologie per la sicurezza dei contenuti multimediali (steganografia e watermarking digitale). Verranno anche sviluppate le conoscenze matematiche necessarie a comprendere il funzionamento e a costruire crittosistemi e protocolli, in particolare a chiave pubblica.
20801702-1 - ELEMENTI DI CRITTOGRAFIA (obiettivi) Il corso consente di acquisire le nozioni e i concetti che sono alla base della Crittografia moderna. Fornisce inoltre gli strumenti concettuali e teorici che consentono di comprendere le tecniche avanzate attualmente utilizzate per proteggere la trasmissione e la memorizzazione di informazioni in presenza di agenti ostili o di rumore presente nel canale. L’obiettivo principale è di permettere agli studenti di capire il funzionamento di un crittosistema o di un protocollo crittografico. Questo porterà alla capacità di scegliere gli strumenti crittografici adatti per proteggere i dati durante la loro trasmissione e/o memorizzazione. - NERI ALESSANDRO (programma) Il programma di massima del corso è:- Introduzione alla crittografia- Definizione di crittosistema, cifrari additivi, cifrari a sostituzione, cifrari a trasposizione- Modi di funzionamento dei crittosistemi simmetrici.- Crittosistemi simmetrici standard: DES, 3DES e AES.- Crittografia asimmetrica (RSA, Diffie-Hellman), vantaggi e svantaggi - Funzioni Hash e Message Digest - Firma digitale, i certificati digitali, le autorità di certificazione, lo standard X.509/PKI (Public Key Infrastructure) (testi) - Handbook of Applied Cryptography di A. J. Menezes, P. C. van Oorschot e S. A. Vanstone- Crittografia pratica di N. Ferguson e B. Schneier- Cryptography and Network Security Principles and Practices di William Stallings- Dispense monografiche su alcune parti del corso	6	MAT/03	42	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20801702-2 - SICUREZZA DELLE TELECOMUNICAZIONI (obiettivi) Il corso ha come obiettivo l analisi dei principali meccanismi e protocolli utilizzati nell ambito della sicurezza nelle reti di telecomunicazioni. Verranno analizzati i principali meccanismi per autenticazione, accesso, integrità, privacy nelle reti tlc. In particolare vengono presentati i concetti di crittografia, i protocolli di autenticazione e comunicazione sicura, architetture di rete sicure. Inoltre, verrà fornita allo studente la conoscenza delle tecnologie per la sicurezza dei contenuti multimediali (steganografia e watermarking digitale). Verranno anche sviluppate le conoscenze matematiche necessarie a comprendere il funzionamento e a costruire crittosistemi e protocolli, in particolare a chiave pubblica. - CARLI MARCO (programma) Kerberos e DiameterIP SecuritySicurezza nel webSistemi di autenticazioneIntrusion detectionHoney potAndroid securityCloud securityBig data securityAnalisi Forense di immagini digitaliAnalisi e rilevazione di modifiche di dati multimedialiTecniche di analisi statisticaTecniche geometricheSono previste esercitazioni in Matlab su marchiatura digitale ed attacchi su sistemi di comunicazione (testi) Stallings’ Cryptography and Network Security, Seventh Edition	6	ING-INF/03	42	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20802093 - ELETTRONICA DEI SISTEMI PROGRAMMABILI (obiettivi) L’insegnamento consente allo studente di apprendere e applicare le tecniche di progettazione dei sistemi digitali in generale e di approfondire in particolare gli aspetti che riguardano l’implementazione tramite piattaforme programmabili. Il corso analizza la struttura tipica e la tecnologia dei moderni componenti elettronici programmabili, sviluppa la capacità di progettare un sistema elettronico digitale dalle specifiche fino all’implementazione e alla verifica sperimentale del comportamento, la capacità di redazione di un rapporto tecnico relativo al progetto e alla caratterizzazione di un componente o sistema elettronico digitale. - Erogato presso 20802093 ELETTRONICA DEI SISTEMI PROGRAMMABILI in Ingegneria elettronica per l'industria e l'innovazione LM-29 N0 DE IACOVO ANDREA (programma) Introduzione ai sistemi programmabili: Classificazione dei sistemi programmabili Campi di applicazione Richiami di elettronica digitale: Reti logiche Circuiti combinatori Circuiti sequenziali Logiche programmabili Sistemi di numerazione e tipi di dati: Numeri binari ed esadecimali Conversioni e operazioni tra numeri binari ed esadecimali Rappresentazione binaria di numeri interi Rappresentazione binaria di numeri reali Organizzazione di un microcomputer: Struttura di base Microcontrollori vs. microprocessori CPU Bus Organizzazione della memoria Organizzazione dell’I/O Instruction set Introduzione agli interrupt Programmazione embedded in linguaggio assembly: Programmazione a basso livello Assembler Caratteristiche delle istruzioni assembly Operazioni di moltiplicazione e divisione Allocazione dati e variabili Subroutines e Interrupt Service Routines Programmazione embedded in linguaggio C: Programmazione ad alto livello Compilatori Struttura di programmi C Esempi Integrazione di codice C e assembly Principi base di interfacciamento: Alimentazione Clock Power-on reset Bootstrap Periferiche embedded: Tipologie di interrupt Gestione degli interrupt Timer e contatori Memorie embedded Arbitraggio del bus Accesso diretto alla memoria (DMA) Interfacciamento con il mondo esterno: Porte di ingresso-uscita general purpose (GPIO) Interfacciamento di dispositivi tramite GPIO Interfacciamento di interruttori e pulsanti Interfacciamento di LED Interfacciamento di display Interfacciamento di carichi in corrente continua Interfacciamento di carichi in corrente alternata Interfacciamento di motori Comunicazione seriale: Comunicazione di dati Tipologie di canali seriali UART USB SPI I2C 1-Wire Elaborazione di segnali analogici: Sensori, Interfacciamento e condizionamento dei segnali Amplificatori Operazionali Comparatori Campionamento Convertitori ADC e DAC (testi) Libro di testo consigliati: Manuel Jiménez, Rogelio Palomera, Isidoro Couvertier, “Introduction to Embedded Systems: Using Microcontrollers and the MSP430“, Springer Science & Business Media, 11 set 2013. Paolo Spirito, “Elettronica digitale”, McGraw-Hill Companies, 2002. Materiale per le esercitazioni: PAGINA WEB SCHEDA DI SVILUPPO - Texas Instruments MSP-EXP430FR5739 http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739 GUIDA SCHEDA DI SVILUPPO - MSP-EXP430FR5739 Experimenter Board User's Guide (Rev. B) http://www.ti.com/lit/ug/slau343b/slau343b.pdf GUIDA MICROCONTROLLORE- MSP430FR57xx Family User's Guide (Rev. C) http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau272c/slau272c.pdf DATASHEET MICROCONTROLLORE - MSP430FR573x Mixed-Signal Microcontrollers (Rev. J) http://www.ti.com/lit/ds/slas639j/slas639j.pdf AMBIENTE DI SVILUPPO -Texas Instruments Code Composer Studio (IDE) v5 Windows/Linux http://www.ti.com/tool/ccstudio	9	ING-INF/01	72	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20810155 - METAMATERIALS (obiettivi) Il corso permette di apprendere gli strumenti per l’analisi ed il progetto di dispositivi innovativi ad alto contenuto tecnologico basati sull’impiego dei materiali elettromagnetici artificiali e dei metamateriali. - BILOTTI FILIBERTO (programma) Introduzione ai metamateriali. Metamateriali ad indice di rifrazione negativo. Classificazione e terminologia. Risonatore di Engheta. Lente di Pendry. Metamateriali a linea di trasmissione. Miniaturizzazione di componenti. Antenne miniaturizzate. Metamateriali bi-dimensionali: metasuperfici. Progetto di inclusioni per metamateriali a microonde. Parte numerica e parte sperimentale. Progetto di metamateriali a linea di trasmissione e progetto di componenti miniaturizzati (celle elementari, sfasatori, rat-race, ecc.) Parte numerica (e parte sperimentale). Invisibilità elettromagnetica. Riduzione dell’osservabilità radar. Concetti di base sull’invisibilità elettromagnetica. Sezione radar e sezione di scattering. Figure di merito per quantificare l’efficacia di un dispositivo di invisibilità elettromagnetica. Concetti introduttivi sull’elettromagnetismo di trasformazione. Mantello dell’invisibilità basato sull’elettromagnetismo di trasformazione. Altre tecniche per ottenere l’invisibilità elettromagnetica. Concetti introduttivi sulla cancellazione dello scattering. Cancellazione dello scattering mediante metamateriali volumetrici. Cancellazione dello scattering mediante metasuperfici (mantle cloaking). Teoria di Mie per oggetti sferici e cilindrici ricoperti con uno strato volumetrico e un’impedenza superficiale. Esercitazione con Mathematica sulla teoria di Mie. Implementazione di dispositivi di invisibilità basati sulla cancellazione dello scattering a microonde: materiali volumetrici e metasuperfici a singola e doppia polarizzazione. Applicazioni dell’invisibilità elettromagnetica alle microonde: invisibilità di oggetti passivi, invisibilità di antenne riceventi e sensori, invisibilità reciproca di antenne trasmittenti. Dispositivi di invisibilità elettromagnetica non-lineari e selettivi rispetto alla forma d’onda e relative applicazioni. Esercitazioni al simulatore con esempi pratici. Metasuperfici a frequenze ottiche basate su allineamenti di nanoparticelle. Caratterizzazione elettromagnetica dei metalli a frequenze ottiche. Modello di Drude. Effetto della forma e delle dimensioni sulla risposta ottica dei materiali. Effetto di dispersione superficiale. Tecniche di omogeneizzazione volumetriche di allineamenti di nanoparticelle: formule di Maxwell Garnett e di Clausius-Mosotti. Tecniche di omogeneizzazione bidimensionali. Esercitazione con Mathematica sulle tecniche di omogeneizzazione. Applicazioni delle metasuperfici ottiche: invisibilità elettromagnetica, assorbitori ottici, dispositivi per la minimizzazione delle riflessioni e schermi trasparenti. Estensione del modello bidimensionale a metasuperfici composte da nanoparticelle dielettriche. Applicazioni delle metasuperfici dielettriche. Esercitazioni al simulatore con esempi pratici. Introduzione alla non-reciprocità elettromagnetica ottenuta con materiali naturali e metamateriali. Introduzione ai metamateriali modulati nel tempo e nello spazio. Analisi di un risonatore caricato con metamateriale tempo-spazio variante: modi accoppiati, modi in risonanza e risposta in frequenza. Applicazioni di risonatori caricati con metamateriale tempo-spazio variante. Propagazione libera in un mezzo infinitamente esteso e in uno slab finito modulato nel tempo e nello spazio. Analisi della propagazione in uno slab nel dominio del tempo e applicazioni. Metasuperfici tempo-spazio varianti. Introduzione alla simulazione FDTD ed esercitazioni al simulatore di esempi pratici. Proprietà topologiche dei campi strutturati. Introduzione ai concetti di momento orbitale angolare, singolarità di fase e carica topologica. Generazione di campi elettromagnetici con singolarità di fase a frequenze ottiche e a microonde. Generazione di vortici compositi e loro proprietà topologiche (robustezza rispetto all'interazione con oggetti opachi e con campi non vorticosi). Esempi di applicazioni: antenna a patch con stato di polarizzazione di tipo Moebius; sagomatura e orientamento del diagramma di radiazione; casi particolari di diagramma settoriale e a sella. Esercitazioni in ambiente di calcolo simbolico e numerico. Dispositivi radianti e guidanti basati sui metamateriali. Esempi di antenne multifunzione e compatte. Filtri per antenne ad horn basati su inclusioni a metamateriale per comportamento passa banda (in polarizzazione lineare o circolare; single-band o dual-band) o elimina banda (a banda stretta o a banda larga). Componenti in guida d'onda basati su risonatori elettricamente piccoli (orthomode transducer, componenti curvilinei e divisori di potenza). Esercitazioni in ambiente di calcolo numerico. (testi) Dispense messe a disposizione dal docente. - TOSCANO ALESSANDRO (testi) Dispense messe a disposizione dal docente.	9	ING-INF/02	63	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
20810075 - PROGRAMMAZIONE ORIENTATA AGLI OGGETTI (obiettivi) Presentare gli aspetti fondamentali della programmazione orientata agli oggetti, con una enfasi sui concetti di modularizzazione e di riuso del codice e gli aspetti avanzati del paradigma di programmazione orientato agli oggetti. Lo studente che abbia superato il corso dovrà essere in grado di scrivere autonomamente componenti (classi e moduli) per lo sviluppo di applicazioni software di media complessità, nonché partecipare al progetto e alla realizzazione di applicazioni software di grande complessità. - Erogato presso 20810075 PROGRAMMAZIONE ORIENTATA AGLI OGGETTI in Ingegneria informatica L-8 CRESCENZI VALTER, CETORELLI VALERIO (programma) Parte 1: Il Paradigma Orientato agli Oggetti Il linguaggio di programmazione Java Classi e Oggetti Costruttori Information Hiding Parte 2: Qualità del codice Coesione e accoppiamento Testing Parte 3: Polimorfismo Interfacce Principio di sostituzione, polimorfismo Ereditarietà Parte 4: Collezioni Generics Mappe, insiemi, liste Iteratori Parte 5: Riuso del codice Ereditarietà: approfondimenti Classi astratte Tipi enumerati Classi nidificate Parte 6: stream, eccezioni, riflessione, annotazioni Gestione delle Eccezioni Stream Riflessione Annotazioni Parte 7: Introduzione alla programmazione concorrente Java Thread, definizione, creazione, terminazione Interferenza Speed-up e problemi di decomposizione parallela Programmazione ad Eventi Un modello concorrente per le applicazioni grafiche Introduzione a JavaFX (testi) Ken Arnold, James Gosling, David Holmes "Il linguaggio Java: Manuale Ufficiale" - Addison Wesley E' il manuale "ufficiale" del linguaggio. Cay Horstmann "Concetti di informatica e fondamenti di Java" - APOGEO Un testo con una forte caratterizzazione didattica Cay Horstmann, Gary Cornell "Core Java2 Vol I: Fondamenti" - Prentice Hall Cay Horstmann, Gary Cornell "Core Java2 Vol II: Tecniche avanzate" - Prentice Hall Testi molto tecnici e approfonditi (coprono anche molti concetti non affrontati nel corso; gli argomenti del corso sono distribuiti su entrambi i volumi)	9	ING-INF/05	81	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20801697 - OTTICA (obiettivi) Il corso fornisce gli strumenti per trattare diffrazione e propagazione di campi ottici, che sono alla base di applicazioni optoelettroniche e fotoniche. In tale ambito introduce e sviluppa il concetto di coerenza ottica e presenta le tecniche per risolvere problemi di propagazione in mezzi materiali. - SANTARSIERO MASSIMO (programma) - Preliminari: funzione delta di Dirac, trasformata di Fourier, convoluzione, sistemi lineari, funzioni di Bessel - Equazione d’onda, onde armoniche, equazione di Helmholtz, onde piane armoniche - Dall’equazioni di Maxwell alla onde e.m., onde piane e.m., vettore di Poynting, potenza e q. di m. , intensità, polarizzazione - Propagazione e interferenza di onde piane, sovrapposizione di onde piane - Diffrazione, sviluppo in onde piane di un campo luminoso - Fasci a sezione invariante - Formula di Rayleigh-Sommerfeld, principio di Huygens-Fresnel, integrale di Fresnel, eq. d’onda parassiale - Approssimazione di campo lontano - Diffrazione di Fresnel e di Fraunhofer da apertura rettangolare, da foro circolare e da disco opaco - Effetto di lenti sottili e specchi sferici sulla propagazione di un campo - Diffrazione da trasparenze periodiche - Elemento ottici diffrattivi: moltiplicatori di fascio, reticoli di Dammann, reticoli con fase discretizzata, reticoli circolari - Trattazione e.m. di diffrazione da reticolo - Fasci gaussiani di ordine zero e ordini superiori - Focalizzazione, collimazione e espansione di fasci gaussiani - Principio d’indeterminazione e fattore M2 - Olografia, olografia sintetica - Elementi di teoria della coerenza, funzione di coerenza e gradi di coerenza, teoremi di van Cittert-Zernike e di Kintchine (testi) - P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica, vol. 2”, II edizione, EdiSES (2008) - F. Gori, “Elementi di Ottica”, ed. Accademica (1995) Per alcuni argomenti si vedano anche le note pubblicate sul sito del corso, nella sezione "Complementi"	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20810201 - SIGNAL PROCESSING FOR HUMAN–MACHINE INTERACTION (obiettivi) Il corso introduce allo studio di alcune modalità innovative di interazione uomo-macchina. Si analizzano le tecniche di elaborazione dell’informazione percettiva, cognitiva ed emotiva con particolare enfasi sulle tecniche di elaborazione del parlato, di interpretazione di gesti e comportamenti, di affective computing, e di interfaccia tra cervello e computer. Si forniscono le basi per la progettazione e la valutazione dell’usabilità di interfacce interattive. Gli scenari considerati comprendono applicazioni con dispositivi mobili, domotica e dispositivi indossabili. - MAIORANA EMANUELE (programma) Lo scopo del corso è quello di introdurre le principali tematiche relative alle modalità innovative di interazione uomo-macchina, focalizzandosi sulle tecniche di elaborazione dei segnali impiegate. Sono pertanto trattate le caratteristiche umane di elaborazione dell'informazione percettiva, cognitiva, ed emotiva, con le loro conseguenze sulla progettazione e la valutazione dell'usabilità di interfacce interattive. Gli scenari considerati comprendono applicazioni mobili, di domotica, e associati a dispositivi indossabili, includendo le tecniche di elaborazione del parlato, di interpretazione di gesti e comportamenti, di affective computing, e di interfaccia tra cervello e computer. (testi) Slide del corso A. Dix, J. Finlay, G. D. Abowd, R. Beale, Human-Computer Interaction, Pearson, 2004 G. J. Kim, Human-Computer Interaction - Fundamentals and Practice, CRC, 2015 L. R. Rabiner, R. W. Schafer, Theory and Applications of Digital Speech Processing, Pearson, 2011 V. G. Motti, Wearable Interaction, Springer, 2020 D. Bansal, R. Mahajan, EEG-Based Brain-Computer Interfaces - Cognitive Analysis and Control Applications, Elsevier, 2019 S. Poria, A. Hussain, E. Cambria, Multimodal Sentiment Analysis, Springer, 2018	6	ING-INF/03	42	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo anno

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20810153 - ANTENNAS AND PROPAGATION (obiettivi)

- SCHETTINI GIUSEPPE (programma) (testi)

- BACCARELLI PAOLO (programma) (testi)

ING-INF/02

Attività formative caratterizzanti

ENG

20802044 - SISTEMI BIOMETRICI (obiettivi)

- CAMPISI PATRIZIO (programma) (testi)

ING-INF/03

Attività formative caratterizzanti

ITA

20810072 - SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE (obiettivi)

20810072-1 - SISTEMI DI LOCALIZZAZIONE E NAVIGAZIONE (obiettivi)

- NERI ALESSANDRO (programma) (testi)

ING-INF/03

Attività formative caratterizzanti

ITA

20810072-2 - TELECOMUNICAZIONI WIRELESS (obiettivi)

- Erogato presso 20801733 TELECOMUNICAZIONI WIRELESS in Ingegneria informatica LM-32 GIUNTA GAETANO (programma) (testi)

ING-INF/03

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: Ulteriori insegnamenti caratterizzanti e affini - (visualizza)

20801729 - INFRASTRUTTURE DELLE RETI DI CALCOLATORI (obiettivi)

- Erogato presso 20801729 INFRASTRUTTURE DELLE RETI DI CALCOLATORI in Ingegneria informatica LM-32 N0 DI BATTISTA GIUSEPPE (programma) (testi)

ING-INF/05

Attività formative affini ed integrative

ITA

Secondo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20810138 - ADVANCED ELECTROMAGNETIC COMPONENTS AND CIRCUITS (obiettivi)

- Erogato presso 20810138 ADVANCED ELECTROMAGNETIC COMPONENTS AND CIRCUITS in Ingegneria elettronica per l'industria e l'innovazione LM-29 TOSCANO ALESSANDRO (programma) (testi)

ING-INF/02

Attività formative caratterizzanti

ENG

Gruppo opzionale: Ulteriori insegnamenti caratterizzanti e affini - (visualizza)

20802140 - SOFTWARE COGNITIVE RADIO (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di fornire allo studente conoscenze specifiche sulle metodologie per l'elaborazione avanzata di segnali, sia di telecomunicazioni che radar, anche con tecniche di software radio. In particolare, durante il corso lo studente imparerà a collegare i diversi blocchi funzionali nell'ambito di un sistema complesso di analisi ed elaborazione in un unico quadro di processi integrati ed interdipendenti. Inoltre, gli studenti avranno la possibilità di imparare ad utilizzare alcuni dispositivi Software Defined Radio (SDR) per la ricezione e trasmissione di segnali e strumenti software per la loro gestione. Il corso fornirà una panoramica su alcuni sistemi tipici di elaborazione e trasmissione di segnali per telecomunicazioni, anche con riferimento alle tecnologie radar, descrivendo sommariamente sia concetti operativi fondamentali che esempi applicativi tipici. - PALLOTTA LUCA (programma) 1. Introduzione alla tecnologia SDR: Concetti di base, requisiti software e riconfigurabilità. Benefici, architettura ideale e definizione. 2. Implementazione RF: Front-end del ricevitore, caratteristiche e topologie, architettura del trasmettitore. Rumore e distorsioni nella catena a radio-frequenza. Link-budget analysis e requisiti ad alto livello. 3. Conversione Analogico-Digitale e problematiche: Rumore di quantizzazione, jitter ed incertezza di apertura. Requisiti prestazionali dei dispositivi hardware, DSP e FPGA. 4. Analisi Spettrale: Richiami su campionamento di un segnale tempo continuo, DFT ed FFT. Campionamento in banda passante, trasformata di Hilbert, segnale analitico ed inviluppo. Analisi spettrale e stime non-parametriche dello spettro di potenza (periodogramma, metodo di Bartlett, metodo di Welch, ...). Uso della FFT nella stima dello spettro. Analisi dei segnali tempo-frequenza. Introduzione all'uso di Matlab. Esercitazione in ambiente Matlab (stima spettrale). Esercitazione in ambiente Matlab (analisi di segnali tempo-frequenza). 5. Modulazione dei segnali: Richiami su modulazioni analogiche e numeriche. Esercitazione in ambiente Matlab (modulazioni). 6. Dispositivi SDR: Architettura e schema di funzionamento delle piattaforme: RTL-SDR e Analog-Device Adalm-Pluto. Introduzione all'uso di Matlab, Simulink e GNURadio per applicazioni SDR. Laboratorio SDR (utilizzo di dispositivi RTL-SDR e Analog-Device Adalm-Pluto per l'acquisizione dei segnali). 7. Radio cognitive e reti radio cognitive: Definizione e concetti di base, ciclo cognitivo, spectrum sensing, spectrum mobility, spectrum management, spectrum decision. Esercitazione in ambiente Matlab (applicazione di tecniche di spectrum sensing). 8. Radar cognitivo: Principio di funzionamento del radar e concetti base; cenni al radar cognitivo. (testi) [1] Paul Burns, Software Defined Radio for 3G, Artech House, 2003. [2] Tuttlebee, Walter HW, ed. Software Defined Radio: Enabling Technologies, John Wiley & Sons, 2003. [3] John Bard, Vincent J. Kovarik Jr., Software Defined Radio: the Software Communications Architecture, Vol. 6. John Wiley & Sons, 2007. [4] Stewart, Robert W., et al. Software Defined Radio using MATLAB & Simulink and the RTL-SDR, Strathclyde Academic Media, 2015. [5] Fabio Rocca, Elaborazione Numerica dei Segnali, Cusl, 2009. [6] Petre Stoica and Randolph L. Moses, Spectral Analysis of Signals, 2005. [7] Francois Auger, Patrick Flandrin, Paulo Goncalves, and Olivier Lemoine, Time-Frequency Toolbox for use with MATLAB, 1995-1996. Saranno altresì fornite le slide delle lezioni ed i codici delle esercitazioni svolte.	6	ING-INF/03	42	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20801965 - SISTEMI INFORMATIVI SU WEB (obiettivi) Fornire i paradigmi tecnologici e metodologici per la progettazione e lo sviluppo di sistemi informativi su web. - Erogato presso 20801965 SISTEMI INFORMATIVI SU WEB in Ingegneria informatica L-8 N0 MERIALDO PAOLO (programma) GESTIONE DELLA PERSISTENZA: JPA, REPORITORIES. TECNOLOGIE E METODOLOGIE LATO CLIENT: HTML, CSS. TECNOLOGIE, ARCHITETTURE E METODOLOGIE LATO SERVER: JSP, SERVLET, PATTERN ARCHITETTURALE MVC. JAVA SPRING BOOT (testi) MATERIALE FORNITO DAL DOCENTE (TRASPARENZE, PROGETTI, ESERCIZI).	6	ING-INF/05	54	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20802125 - BIG DATA (obiettivi) Il corso mira a illustrare le moderne soluzioni tecniche e metodologiche alla gestione dei big data, ovvero collezioni di dati destrutturati le cui dimensioni superano le capacità di memorizzazione, gestione e analisi tipiche dei tradizionali sistemi per basi di dati. Partendo dai requisiti delle moderne applicazioni per basi di dati, verranno affrontate le diverse problematiche di memorizzazione e uso dei big data, illustrando le architetture hardware e software che sono state proposte per la loro gestione. Gli argomenti che verranno trattati includono: il le architetture basate su cluster, il paradigma map-reduce, il Cloud computing, i sistemi NoSQL, gli strumenti e i linguaggi per l'analisi dei dati. Durante il corso si cercherà di coniugare aspetti metodologici e tecnologici mediante esercitazioni pratiche con l'ausilio di sistemi reali, seminari aziendali e svolgimento di progetti pratici. - Erogato presso 20802125 BIG DATA in Ingegneria informatica LM-32 N0 TORLONE RICCARDO, ROSSI ANDREA (programma) - Infrastrutture e paradigmi di programmazione per i big data - L'ecosistema Hadoop - Cloud computing - Elaborazione di big data (MapReduce, Hive, Spark) - I sistemi NoSQL - Tecniche di analisi di big data - I Data Lake - Sistemi e applicazioni - Seminari aziendali (testi) Martin J. Fowler, PramodkumarJ. Sadalage. "NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot Persistence". Materiale predisposto dal docente (disponibile sul sito Web del corso)	6	ING-INF/05	54	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20810152 - SIGNAL PROCESSING FOR BIG DATA ANALYTICS (obiettivi) Il corso intende fornire gli strumenti per l'analisi di grandi moli di dati (audio, video, testo) generati dagli odierni sistemi di informazione e comunicazione, e dai relativi servizi offerti. Competenze derivanti da settori di computer science, statistica e ottimizzazione saranno introdotti per fornire i mezzi atti a comprendere, disegnare e implementare metodi che consentano di gestire complesse moli di dati, e trasformarle in informazione utile e semanticamente rilevante. A tale scopo sono introdotti principi avanzati di teoria dell'informazione (sparse coding, compressive sensing, random matrices) principi di inferenza statistica, metodologie di clusterizzazione dei dati osservati, predizione analitica, e principi di ottimizzazione vincolata tramite elementi di teoria dei giochi. - MAIORANA EMANUELE (programma) Statistics inference and statistical hypothesis testing regression Machine Learning classification (supervised learning) decision trees, random forests, naïve Bayes, linear discriminant analysis, k-nearest neighbor, support vector machines clustering (unsupervised learning) k-means clustering hierarchical clustering data modeling principal component analysis, indipendent component analysis, outlier detection and data cleansing, hidden Markov models deep learning & CNN Processing parallel processing examples in Matlab Data analytics in business applications Graph-based signal processing (TBD) Students' presentations (testi) S. Nolan and T. Heinzen, "Statistics for the Behavioral Sciences" G. James, D. Witten, T. Hastie, R. Tibshirani, "An Introduction to Statistical Learning" K. P. Murphy, "Machine Learning - A Probabilistic Perspective" S. Theodoridis and K. Koutroumbas, "Pattern Recognition" T. A. Runkler, "Data Analytics - Models and Algorithms for Intelligent Data Analysis" I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville, "Deep Learning" Materiale didattico fornito dal docente	6	ING-INF/03	42	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20810154 - ADVANCED ANTENNA ENGINEERING (obiettivi) Le antenne sono componenti fondamentali dei moderni sistemi di comunicazioni wireless per ambienti ‘smart’, quali sistemi pervasivi per calcolo e informazione distribuiti, sistemi spaziali avanzati, sistemi di trasporto intelligenti. Il corso si propone di presentare una selezione di argomenti avanzati nel settore dell’ingegneria delle antenne, comprendenti tecniche analitiche e numeriche: teoria e applicazioni delle strutture periodiche; antenne risonanti e a onda viaggiante per sistemi di comunicazione terrestri e spaziali; array smart e MIMO; metodi numerici basati su formulazioni differenziali (differenze finite nel tempo e in frequenza) e integrali al contorno (metodo dei momenti); verranno inoltre illustrati i principali CAD elettromagnetici commerciali per il progetto di antenne basati sulle tecniche illustrate. - Erogato presso 20810154 ADVANCED ANTENNA ENGINEERING in Ingegneria elettronica per l'industria e l'innovazione LM-29 BACCARELLI PAOLO (programma) PRIMA PARTE Cenni e richiami introduttivi: Sistemi algebrici lineari e relativa soluzione. Decomposizione ai valori singolari di matrici a valori complessi. Proprietà fondamentali della radiazione elettromagnetica. Teoremi di unicità, reciprocità ed equivalenza e relative applicazioni nell’ambito dei fenomeni radiativi. Parametri caratteristici delle antenne. Allineamenti di antenne. Reti equivalenti trasverse e metodo della risonanza trasversa: Linee di trasmissione TE, TM e TEM. Applicazioni delle reti equivalenti trasverse alle strutture dielettriche multistrato. Il grounded dielectric slab (GDS). Equazione di risonanza trasversa. Equazione di dispersione dei modi TM e TE del GDS. Soluzione grafica dell’equazione di dispersione. Soluzioni proprie e improprie. Onde superficiali TM e TE. Onde leaky. Campo lontano generato da sorgenti elementari in strutture dielettriche multistrato. Antenne stampate a microstriscia: Introduzione, principi operativi, metodi di alimentazione e caratteristiche radiative. Tecniche di progetto e formule CAD. Campo lontano e diagramma di radiazione (derivazione con metodi approssimati basati sulla sovrapposizione degli effetti e la reciprocità). Impedenza di ingresso: modelli circuitali e sviluppo in autofunzioni. Antenne a larga banda e multi banda, miniaturizzazione. SECONDA PARTE Strutture periodiche: Introduzione e teoria di base (armoniche spaziali e teorema di Floquet-Bloch). Diagrammi di Brillouin. Proprietà spettrali delle armoniche spaziali: armoniche proprie e improprie. Analisi di Bloch. Antenne a onda leaky (Leaky-wave antennas, “LWAs”): Caratteristiche generali e classificazione. Tecniche di progetto per antenne a onda leaky monodimensionali (1D-LWAs) uniformi e periodiche. Antenne a cavità di tipo Fabry-Perot. Caratteristiche generali di antenne a onda leaky bidimensionali (2D LWAs). Array per comunicazioni wireless: Caratterizzazione dei canali wireless. Arrays e diversità nel tempo, nella frequenza e nello spazio. Introduzione ai sistemi Multiple-Input/Multiple-Output (MIMO). Metodi numerici basati sulle equazioni integrali al contorno e metodo dei momenti (MoM): Rappresentazioni integrali al contorno dei campi elettromagnetici ed equazioni integrali di superficie. Equazioni integrali ai potenziali misti nello spazio libero. MoM applicato alle equazioni integrali ai potenziali misti nello spazio libero: funzioni base e di test di tipo Rao-Wilton-Glisson. Equazioni integrali ai potenziali misti in strutture dielettriche multistrato. Metodo dello “spectral domain” per la derivazione delle funzioni di Green spettrali in strutture multistrato. Integrali di Sommerfeld, estrazioni asintotiche e singolarità spaziali. Metodi di accelerazione per il calcolo numerico di integrali e serie in elettromagnetismo. MoM in strutture periodiche nello spazio libero. ESERCITAZIONE NUMERICHE CAD elettromagnetici: Ansys HFSS e CST Microwave Studio: introduzione e caratteristiche generali. Analisi di antenne a microstriscia e a onda leaky. Analisi di strutture periodiche selettive in frequenza. (testi) Materiale didattico: • Appunti delle lezioni a cura del docente	9	ING-INF/02	72	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG

20802015 - TIROCINIO (obiettivi)

Per stages e tirocini presso imprese, enti pubblici o privati, ordini professionali (art.10, comma 5, lettera e)

ITA

20802113 - ART. 10, COMMA 5, LETTERA D

Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)

ITA

20802091 - PROVA FINALE DI LAUREA

Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)

ITA

20810000 - A SCELTA STUDENTE

Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

ITA