Definizione di segnale. Classificazioni dei segnali: segnali aleatori e determinati, continui nel tempo e in ampiezza, discreti nel tempo e in ampiezza, segnali pari e dispari, unipolari e bipolari, analogici e digitali, binari e multilivello, segnali periodici. Esempi di segnali determinati e loro parametri caratteristici: segnale costante, a gradino, impulso rettangolare, impulsi di area costante, impulso ideale, segnale rettangolare, segnale quadro, sequenza di impulsi reali e ideali, segnale a rampa, segnale triangolare. Il segnale sinusoidale: ampiezza, fase iniziale, fase istantanea, relazione tra fase iniziale e ritardo temporale, altri parametri. Traslazione nel tempo di un segnale.

Rappresentazione vettoriale e complessa di un segnale sinusoidale, notazione in forma esponenziale, in modulo e fase, con parte reale e immaginaria. Utilizzo della rappresentazione fasoriale nella soluzione dei circuiti elettrici in regime sinusoidale, confronto tra la soluzione nel dominio del tempo e della frequenza, legami temporali tra tensione e corrente per i condensatori e gli induttori. Rappresentazione di un segnale nel dominio della frequenza, concetto di spettro di un segnale. Scomposizione di un segnale periodico nelle sue componenti un frequenza, serie di Fourier (cenni).

Richiami sui bipoli e sulle reti di bipoli in regime sinusoidale.

Filtri passa basso e passa alto di tipo RC: calcolo della risposta in frequenza e relativi diagrammi, frequenze di taglio. Circuiti risonanti: il fenomeno fisico della risonanza. Circuito risonante serie: frequenza di risonanza, frequenze di taglio, larghezza di banda, fattore di merito, concetto di selettività. Il fattore di merito come coefficiente di sovratensione. Idem per il circuito risonante parallelo. Applicazione ad un elementare ricevitore a diodo: sintonizzaziome.

Quadripoli. Concetti e definizioni fondamentali: quadripoli tempo-invarianti, quadripoli lineari, passivi, reciproci e simmetrici. Equazioni fondamentali. Modello a parametri "Z", "Y", "h" e di trasmissione diretta e inversa; relativi circuiti equivalenti. Circuiti equivalenti a T e a p . Condizioni di reciprocità e di simmetria. Impedenze di ingresso e di uscita. Impedenze iterative: calcolo con i parametri Z e di trasmissione. Impedenze immagini: calcolo con i parametri di trasmissione. Impedenza caratteristica. Quadripoli in cascata. Esercizi di calcolo dei parametri anzi detti. Amplificazione ed attenuazione di un quadripolo sia per quanto riguarda le tensioni e le correnti che per la potenza, espressione delle predette grandezze in Neper e in dB. Unità assolute e relative (dBm, dBr, dBm V etc.), generatore normale. Attenuazione di inserzione e composita, equivalente di trasmissione e livelli di tensione, corrente e potenza. Esercizi su quanto sopra con particolare riferimento ad applicazioni radioelettriche. Concetto di adattamento di impedenza, massimo trasferimento di potenza Reti adattatrici LC a L rovesciata. Applicazione per realizzare l'adattamento di un transistor di potenza ad una antenna, nota o l'impedenza di uscita o l'ammettenza di uscita. Reti resistive di adattamento. Adattamento con trasformatore (ideale) e reti di adattamento di tipo risonante.

Su quanto sopra sono stati svolti vari esercizi. Per quanto riguarda i circuiti risonanti, sono state effettuate alcune esercitazioni di laboratorio mediante simulazione al computer, utilizzando il laboratorio di elettronica.

Concetto di propagazione ondosa. Onda di pressione acustica: modalità di produzione e di propagazione, concetto di energia "trasportata" da un'onda.

Espressione analitica di un'onda sinusoidale. Velocità di propagazione e di fase, lunghezza d'onda, costante di fase. Periodicità di un'onda nello spazio e nel tempo, diagrammi temporali e spaziali con particolari approfondimenti. Intensità di un'onda. Onde acustiche. Velocità di propagazione, caratteristiche soggettive ed oggettive, livello sonoro, audiogramma. Trasduttori elettroacustici ed acustoelettrici: costituzione, funzionamento (vari tipi), grandezze caratteristiche.

Fenomeni fisici alla base delle onde E.M. Campo elettrico, campo magnetico, leggi di Faraday-Henry e di Ampère- Maxwell. Modalità di propagazione delle onde E.M. come concatenamento di campo elettrico e magnetico, differenza col caso di solo campo elettrico o solo campo magnetico.

Onde piane: espressione analitica del campo magnetico e del campo elettrico, orientamento nello spazio, velocità di propagazione, intensità di un'onda E.M., impedenza caratteristica del vuoto. Polarizzazione di un'onda. Spettro elettromagnetico, suddivisione delle onde E.M.

Fenomeni alla base della propagazione delle onde E.M. Riflessione, rifrazione, diffrazione e diffusione. Riflessione su una superficie perfettamente conduttrice. Concetto di onda riflessa e di condizioni al contorno. Modalità di propagazione delle onde radio: onda di superficie, di spazio e di cielo. Orizzonte radio ed orizzonte ottico. Espressione del campo elettrico per l'onda diretta.

Influenza dell'onda riflessa dal terreno nella propagazione per onda di spazio; altezza delle antenne.

Comportamento della ionosfera nella propagazione delle onde radio, variazione dell'indice di rifrazione. Modalità di propagazione alle varie frequenze. Individuazione della banda di frequenze più opportuna per un determinato collegamento.

Esercizi vari di approfondimento riguardanti il campo elettrico, magnetico e l'intensità di un'onda in rapporto alla potenza del Tx, alla posizione delle antenne, alla relazione di fase tra onda diretta e riflessa.

LINEE DI TRASMISSIONE.

Concetto di linea di trasmissione. Tipi di linee. Modello di una linea di trasmissione a parametri concentrati. Costanti primarie di una linea. Espressione delle stesse per una linea bifilare e in cavo coassiale. Velocità di propagazione. Modalità di propagazione di un segnale a gradino di corrente o di tensione in una linea chiusa in c. circuito oppure aperta. Concetto di onda diretta e riflessa, condizioni agli estremi. Diagrammi della tensione e della corrente in vari punti della linea. Impedenza caratteristica di una linea.

Linee prive di perdite in regime armonico. Rappresentazione complessa e vettoriale di un'onda. Formule di Eulero. Espressione generale della tensione e della corrente lungo una linea. Applicazioni al calcolo delle grandezze elettriche lungo la linea note tensione e corrente in un punto qualsiasi. Impedenza di una linea e coefficiente di riflessione. Esame di una linea adattata, chiusa in corto circuito, aperta oppure infinitamente lunga. Distribuzione della tensione e della corrente, onde stazionarie, SWR. Impedenza della linea nei vari casi. Adattamento di impedenza mediante linea in quarto d'onda. Adattamento con stub. Altri tipi di adattamento. Linee con perdite: cause delle perdite, effetto pelle Costanti secondarie; attenuazione e costante di fase. Considerazioni generali sulla distorsione di non linearità di ampiezza e di fase. Condizione di non distorsione per una linea con perdite.

Esercizi vari di applicazione sull'argomento.

L'antenna come trasduttore elettrico-elettromagnetico e viceversa. Il radiatore isotropico.

Il principio di reciprocità. Densità di potenza per unità di superficie.

Parametri caratteristici di una antenna: direttività, guadagno, rendimento, resistenza di irradiazione, angolo di apertura. Solido e diagramma di irradiazione. Larghezza di banda, impedenza di una antenna. EIRP.

Dipolo elementare e dipolo a mezz'onda. Il dipolo come linea di trasmissione aperta. Impedenza di un dipolo al variare della sua lunghezza, dipolo lungo multipli pari e dispari di metà della lunghezza d'onda, metodi di "accorciamento" e di " allungamento " di un dipolo. Influenza del rapporto diametro-lunghezza.

Parametri caratteristici di una antenna ricevente, area efficace ed altezza efficace. Esempi di antenne. Principio delle immagini. Antenna Marconi. Antenne caricate. Cenni sulle antenne paraboliche.

Collegamento di più antenne, diagramma di irradiazione e guadagno. Allineamento di tipo collineare, altri tipi di allineamento.

Esercizi di applicazione agli argomenti svolti, in particolare per quanto riguarda il calcolo del segnale disponibile al ricevitore in funzione della potenza del trasmettitore, delle linee di trasmissione e dei parametri delle antenne.