TRAPPOLE PER MICROONDE CB, Pisa 4 Novembre 2014 1.

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1 TRAPPOLE PER MICROONDE CB, Pisa 4 Novembre 2014 1

2 2 guida d’onda selezione dei modi di propagazione assorbimento totale corpo nero elementi di microonde: Lamont WAVE GUIDES Methuen Toraldo di Francia GUIDE D’ONDA Zanichelli programmi di calcolo: Ansys HFSS Attenzione! : LA COMPRENSIONE DEGLI ASPETTI ESSENZIALI DEVE PRECEDERE I CALCOLI COMPLESSI ! guida d’onda selezione dei modi di propagazione assorbimento totale corpo nero

3 3 PROPAGAZIONE ELETTROMAGNETICA GUIDATA Sulle superfici metalliche condizioni al contorno per la propagazione  deve essere immaginario puro altrimenti assorbimento ed «onde evanescenti» Onde TE H z  0 Onde TM E z  0 componente del campo per la propagazione deve essere:

4 4 MODI IN GUIDA RETTANGOLARE (i modi E 00 E 01 E 10 H 00 sono proibiti) MODI IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA

5 5 MODI IN GUIDA CIRCOLARE MODI IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA Funzioni di Bessel J n e loro zeri x m

6 6 Numero dei modi trasmessi: PROBLEMA DEL CERCHIO DI GAUSS quante coppie (m,n) entrano in un cerchio di raggio r: m 2 + n 2 < r 2 soluzione rigorosa di 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

7 7 COMPORTAMENTO E DISPERSIONE DELLA VELOCITA’ DI FASE E DELLA VELOCITA’ DI GRUPPO LA GUIDA E’ UN “MEZZO DISPERSIVO”……. per onde trasmesse: nelle applicazioni normali delle guide si usano quasi sempre guide monomodali per evitare la dispersione temporale del segnale nel nostro caso si usano guide multimodo per aumentare la potenza trasmessa e quindi il segnale totale N.B. : i modi si trasmettono indipendentemente l’uno dall’altro frequenza di taglio

8 8 POTENZA MEDIA P m,n DI OGNI MODO TRASMESSO TE m,n o TH m,n E POTENZA TOTALE guida 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

9 9 guida d’onda, selezione dei modi di propagazione assorbimento 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….

10 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….