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TRAPPOLE PER MICROONDE CB, Pisa 4 Novembre 2014

1. 2. g. uida d’onda. s. elezione dei modi di propagazione. a. ssorbimento totale. corpo nero. e. lementi di microonde:. Lamont WAVE GUIDES . Methuen. Toraldo. di Francia GUIDE D’ONDA Zanichelli.

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TRAPPOLE PER MICROONDE CB, Pisa 4 Novembre 2014






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TRAPPOLE PER MICROONDE

CB, Pisa 4 Novembre 2014

1

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2

g

uida d’onda

s

elezione dei modi di propagazione

a

ssorbimento totale

corpo nero

e

lementi di microonde:Lamont WAVE GUIDES MethuenToraldo di Francia GUIDE D’ONDA Zanichelliprogrammi di calcolo:Ansys HFSS

Attenzione! : LA COMPRENSIONE DEGLI ASPETTI ESSENZIALI

DEVE PRECEDERE I CALCOLI COMPLESSI !

g

uida d’onda

selezione dei modi di propagazione

a

ssorbimento totalecorpo nero

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3

PROPAGAZIONE ELETTROMAGNETICA GUIDATASulle superfici metalliche condizioni al contorno

p

er la propagazione

 deve essere immaginario puro

a

ltrimenti assorbimento ed «onde evanescenti»

Onde TE

H

z

 0

Onde TMEz

 0

componente del campo

p

er la propagazionedeve essere:

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4

MODI IN GUIDA RETTANGOLARE

(i modi E

00

E

01

E

10 H00

sono proibiti)MODI IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA

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5

MODI IN GUIDA CIRCOLARE

MODI IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA

Funzioni di

Bessel

J

n

e loro zeri xm

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6

Numero dei modi trasmessi:PROBLEMA DEL CERCHIO DI GAUSS

q

uante coppie (

m,n

) entrano in un cerchio di

raggio r: m2 + n2 < r2

s

oluzione rigorosadi poca utilita’

soluzione approssimata

Rigoroso per r da 0 a 12

Approssimato per r da 0 a 12

Esempio:

guida quadrata di lato a (5 mm, 150 GHz)

N

guida  area guida

N

guida

 31 modi TE,TM

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7

COMPORTAMENTO E DISPERSIONE DELLA VELOCITA’ DI FASE E DELLA VELOCITA’

DI GRUPPO

LA GUIDA E’ UN “MEZZO DISPERSIVO”…….

p

er onde trasmesse:

n

elle applicazioni normali delle guide

s

i usano quasi sempre guide monomodali

per evitare la dispersione temporale del segnale

nel nostro caso si usano guide multimodoper aumentare la potenza trasmessa e quindi il segnale totaleN.B. : i modi si trasmettono

indipendentemente l’uno dall’altro

frequenza di taglio

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8

POTENZA MEDIA P

m,n

DI OGNI MODO TRASMESSO

T

Em,n o THm,n E POTENZA TOTALE

g

uida d’onda

selezione dei modi di propagazione

assorbimento totale

corpo nero

CORPO NERO

PRINCIPIO DI EQUIRIPARTIZIONE DELL’ ENERGIA:MODI DI EGUALE POTENZA

POTENZA TOTALE = NUM. MODI TRASMESSI X POTENZA DI UN MODO

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9

g

uida d’onda,

s

elezione dei modi di propagazione

a

ssorbimento totale

corpo nero

VETTORE DI POYNTING

ALL’INGRESSO DELL’ANTENNA

LA POTENZA PUO’ ESSERE TUTTA TRASMESSA

ANCHE CON UNA DIVERSA RIPARTIZIONE FRA GLI STESSI MODI…POPOLAZIONE DEI MODI PARZIALMENTE ARBITRARIA ?

legge di Murphy….IN LSPE SI GUADAGNA UN FATTORE

N RISPETTO AL SINGOLO MODO….

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10

NATURALMENTE IL MAGGIOR GUADAGNO IN SEGNALE VIENE PAGATO CON UNA MINORE

RISOLUZIONE ANGOLARE…. (accettabile in LSPE)

Vedi slide LAMAGNA LSPE meeting

PRONTI ORA PER SIMULARE IL TUTTO MEDIANTE HFSS….