Insegnamenti

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Docente
GIUSEPPE MAZZARELLA (Tit.)
Periodo
Annuale 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 5 50

Obiettivi

L'obiettivo generale del corso è di presentare tecniche di analisi e progetto di dispositivi wireless che devono lavorare in prossimità del corpo umano, o comunque in un ambiente indoor. Più in dettaglio, al termine del corso lo studente acquisirà le conoscenze necessarie alla progettazione di antenne e dispositivi wireless che funzionino in tali condizioni. Ovviamente, essendo un corso previsto per una Laurea Magistrale, si è preferito focalizzarsi in particolare su una applicazione, la Identificazione a Radiofrequenza (RFID), esaminandone tutti gli aspetti tecnici e legandoli ai vincoli e alle opportunità che queste applicazioni hanno. E usandoli come paragone per discutere altre applicazioni, come ad esempio il Power Wireless Transfer o le On-Body Communications, con una particolare enfasi sul progetto e comportamento di antenne indossabili. Sempre per la collocazione del corso, lo studente acquisirà anche conoscenze sullo stato dell'arte industriale per questi servizi, e sulle limitazioni, anche legali, al loro utilizzo.

Le previste modalità di esame consentiranno anche di sviluppare le abilità comunicative, nella forma richiesta a un ingegnere.

Prerequisiti

Tutti i contenuti del corso di campi elettromagnetici, e in particolare quelli relativi alle antenne ed ai collegamenti, sono da considerare prerequisiti del corso. Così come sono necessari molti dei contenuti del modulo di "Circuiti Planari a Radiofrequenza".
La conoscenza degli argomenti del corso di "Progettazione di Sistemi Wireless" può essere utile per una più efficace comprensione del corso.

Contenuti

La parte principale del corso sarà centrata sulla analisi e progetto di sistemi RFId a microonde, in particolare nella banda UHF, coprendo tutti gli aspetti del sistema, da quelli radio, a quelli relativi a segnali e modulazione fino ad arrivare agli aspetti più propriamente circuitali. La scelta di focalizzarsi su un sistema, ovviamente molto rilevante per le applicazioni, è legata, oltre che ad aspetti professionalizzanti, anche a mettere in evidenza come i vincoli tecnologici e normativi da una parte e la libertà di prestazioni dall'altra orientano le scelte progettuali, anche per soddisfare richieste economiche. Alcuni aspetti del sistema verranno discussi in forma più ampia, non limitata al sistema RFId (ad esempio i mixer) oppure verranno generalizzati ad applicazioni ulteriori, come il Wireless Power Transfer. Poiché i tag RFId lavorano spesso in presenza di materiali con perdite, o del corpo umano, questi aspetti conducono naturalmente alla seconda parte del corso, relativa alle antenne indossabili. Per questo argomento, dopo una disamina dei problemi che il corpo umano, e materiali simili dal punto di vista elettromagnetico, pongono alle comunicazioni radio, verranno mostrati alcuni esempi di utilizzo. Tra queste, verranno descritte con maggiore dettagli le comunicazioni UWB, che sono un sistema allo stato dell'arte per le comunicazioni on-body.

Metodi Didattici

Il corso prevede una divisione bilanciata fra lezioni frontali e attività pratica. In particolare le lezioni frontali saranno sia di carattere formativo, sia relative alle relazioni tra le varie parti di un dispositivo, necessarie per il progetto, o almeno per una sua prima fase. Le attività pratiche saranno basate sull'uso di simulatori elettromagnetici commerciali.

La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.



Verifica dell'apprendimento

Il corso, per la sua natura, ha una impronta fortemente progettuale. Il superamento a pieni voti dell'esame richiede quindi di mostrare l'acquisizione delle competenze relative al suo contenuto.
Per tale motivo, durante il corso verrà richiesto di sviluppare argomenti trattati durante le esercitazioni, con redazione di un report. Inoltre, per il superamento dell'esame è prevista una attività progettuale da svolgersi (fuori dall'orario di lezione) in piccoli gruppi, di cui verrà richiesto non solo il progetto ma anche l'analisi del problema, il tutto documentato dalla redazione di un report finale. Di tutte queste attività è prevista poi la discussione in sede di esame finale.

Per coloro che fossero impossibilitati a svolgere le attività progettuali, sarà previsto un esame in modalità standard, con lo svolgimento di semplici esercizi numerici e un colloquio orale. Gli esercizi potranno essere sostituiti dalla redazione di report relativi alla analisi di problemi pertinenti gli argomenti del corso.

Il voto finale terrà conto delle conoscenze, abilità e competenze acquisite. In particolare, un ragionevole livello di conoscenza, unita ad una abilità anche minima, è condizione necessaria per il superamento dell'esame.

Testi

D.M. Dobkin: The RF in RFId - Ed. Newnes;

N. Shinohara - Wireless Power Transfer via Radiowaves - Ed. Wiley

Qammer H. Abbasi, Masood Ur Rehman, Khalid Qaraqe, Akram Alomainy (eds.) - Advances in Body-Centric Wireless Communication - Ed. IET

P.S. Hall, Y. Hao: Antennas and Propagation for Body-Centric Wireless Communications - Ed. Artech House;

T. Zwick et al (Eds): Ultra-wideband RF System Engineering - Ed. Cambridge Univ. Press;

Articoli scientifici di rassegna;

Materiale preparato dal docente.

Per approfondimento:

Jianqing Wang, Qiong Wang - Body Area Communications: Channel Modeling, Communication Systems, and EMC - Ed.
Wiley-IEEE Press, 2013

Altre Informazioni

Gli articoli scientifici di rassegna sono disponibili all'interno della rete di Ateneo.

I simulatori necessari possono essere utilizzati mediante il laboratorio virtuale LIVIA

Questionario e social

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