Microonde. Teoria, Realizzazioni e Misure

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In oltre 210 pagine questo libro espone teoria e pratica dei sistemi a Microonde dalle basilari guide d'onda alla strumentazione di misura.

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Libro, 214 pagine

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Introduzione

Suddivisione delle bande di frequenza in microonde tra 1~170 GHz. Note alle applicazioni trattate nel libro, gran parte relative alle gamme da 1 a 12 GHz.

Capitolo 1, Guide rettangolari

Guide d'onda di forma rettangolare. Modi di propagazione transverse electric TE10, transverse magnetic TM11. Velocità di fase e di gruppo. Accoppiamento verso cavo o connettore coassiale. Tratti di guida e transizioni. | Modi TE nelle guide d'onda rettangolari. Disposizione del campo elettrico e magnetico nei modi TE01, TE11, TE21. Caratteristiche dimensionali e frequenze operative per guide WR, confronto tra standard EIA e RCSC. Relazioni per calcolare la frequenza di cut-off, velocità di fase e di gruppo, impedenza, attenuazione. | Modi TM nelle guide rettangolari. Disposizione del campo elettrico e magnetico nei modi TM21, TM22. Relazioni per calcolare la frequenza di cut-off, velocità di fase e di gruppo, impedenza, attenuazione. Confronto fra guide tipo WR-90 e WR-75 in modo TM11.

Capitolo 2, Guide circolari

Guide d'onda di forma circolare. Modi di propagazione transverse electric TE11, transverse magnetic TM01. Transizione da guida rettangolare a circolare. Trasduttore orthomode. | Modi TE nelle guide d'onda circolari. Caratteristiche dimensionali e frequenze operative per guide WC secondo lo standard EIA. Costanti e relazioni per il calcolo della frequenza di cut-off, velocità di fase e di gruppo, impedenza, attenuazione. Disposizione del campo elettrico e magnetico nei modi TE01, TE02. Confronto fra guide tipo WC-109, WC-94 e WC-80 in modo TE11. | Modi TM nelle guide rettangolari. Disposizione del campo elettrico e magnetico nei modi TM11. Relazioni per calcolare la frequenza di cut-off, velocità di fase e di gruppo, impedenza, attenuazione. Confronto fra guide tipo WC-109, WC-94 e WC-80 in modo TM01. | Modi TEM nelle guide circolari. Esempi di linee RF operanti in modo TEM e quasi-TEM. Relazioni per calcolare la velocitè di fase / di gruppo e l'impedenza. Grafici della tipica attenuazione tra 100~5000 MHz. Efficienza verso tensione, potenza, attenuazione, in funzione della impedenza caratteristica.

Capitolo 3, Cavità risonanti rettangolari

Calcolo della frequenza fondamentale. Andamento del campo elettrico secondo i modi TE101 e TE102. Distribuzione dei campi elettrico e magnetico in cavità risonanti in modo TE101, TM111. Carta dei modi per cavità risonante rettangolare. Relazioni per dimensionare una cavità. Tabella dei valori di conduttività di alcuni materiali. Calcolo del fattore di merito a vuoto Q per il modo TE101. Fattore Q caricato ed a vuoto, grafico dell'andamento di Qu/Ql verso la perdita di inserzione della cavità.

Capitolo 4, Cavità risonanti cilindriche

Calcolo della frequenza fondamentale. Andamento del campo elettrico secondo i modi TEmm e TMmm. Distribuzione dei campi elettrico e magnetico in cavità risonanti in modo TE111, TE011, TE023, TM010. Carta dei modi per cavità risonante cilindrica. Relazioni per dimensionare una cavità. Calcolo del fattore di merito a vuoto Q. Fattore Q caricato ed a vuoto. Grafico dell'andamento di Qu verso i parametri dimensionali per diversi modi propagativi. Esempi di cavità risonanti con vite per la sintonia fine.

Capitolo 5, Filtri per microonde in guida d'onda

Esempio di filtro con ''iris'' e ''post''. Tabella dei valori degli elementi normalizzati per cavità da 1 a 9 sezioni. Formule di calcolo. Grafici della suscettanza normalizzata di un foro ''iris'' in guida d'onda. Grafici della suscettanza normalizzata di ''iris simmetrica'' in guida d'onda. Grafici della suscettanza normalizzata di ''iris asimmetrica'' in guida d'onda.

Capitolo 6, Circuiti RF in microstrip

Struttura della linea microstrip. Formule per il calcolo dell'impedenza, della capacità e del tempo di propagazione. Grafici con curve caratteristiche. Esempio di filtro passa-basso, passa-banda, splitter di tipo Wilkinson. Esempi di accoppiatori direzionali con linee accoppiate.

Capitolo 7, Circolatori e isolatori per RF

Funzionalità del dispositivo. Esempi di parti commerciali. Grafico di riferimento delle perdite aggiuntive di trasmissione dovute all'SWR del cavo. Schema di principio di un isoductor realizzato con componenti discreti.

Capitolo 8, Generatori DDS (direct digital synthesis)

L'evolversi della tecnologia DDS negli anni '80 e '90. Schema a blocchi di un generatore DDS. Schema ibrido che unisce PLL e DDS. Il processo di aliasing che permette di ottenere frequenze di uscita più elevate. Spettro e rumore di fase dei segnali. Esempi di prestazioni con circuiti integrati Analog Devices.

Capitolo 9, Cavità in λ/2 per 2.4 GHz e altri filtri

Dati meccanici e dimensionali in funzione della frequenza desiderata per una cavità risonante. | Semplici cavità accorciate per UHF. Cavità a λ/4, disegni e grafici delle prestazioni. Curve per ricavare la capacità di accordo nelle cavità accorciate. | Filtri SAW (surface wave).

Capitolo 10, Misure a 600-2500 MHz con la slotted-line

Introduzione. Le slotted-line professionali degli anni '50-70, quali la HP809B. | Il progetto slotted-line. Autocostruzione di uno strumento. Il punto critico, cavi e adapters coassiali. Bibliografia.

Capitolo 11, Semplice generatore da 2100 a 2600 MHz

Caratteristiche, componenti utilizzati.

Capitolo 12, Moltiplicatori di frequenza a diodi

Duplicatore base, con filtro passa-banda in uscita, con diodi varicap. | Triplicatore con diodi posti in anti-parallelo. | Appendice su forme d'onda e contenuti armonici.

Capitolo 13, Amplificatore a larga banda per usi generali

Circuito per VHF / UHF. Curve di risposta in frequenza per guadagno e potenza massima in uscita.

Capitolo 14, Level-Meter RF da 50 a 3000 MHz

Circuito con dispositivo LT5534. Note d'uso nelle misure dei segnali radio in campo aperto, calcolo del fattore d'antenna.

Capitolo 15, Accoppiatore direzionale ad alta direttività

Introduzione alle microstrip. Descrizione del circuito base. Circuito ad alta direttività con un semplice circuito stampato.

Capitolo 16, Misure di componenti su microstrip

Circuito stampato ''jig'' di test. Esempi base.

Capitolo 17, Antenne patch in microstrip per WiFi e GPS

Introduzione. Antenna microstrip rettangolare a polarizzazione lineare, calcolo e diagramma di radiazione. Dati essenziali per le antenne patch rettangolari a 2.4 GHz in Teflon e FR4. Polarizzazione, soluzioni per ottenere la polarizzazione circolare. Cenno agli array di più antenne patch.

Capitolo 18, Filtri modulari in guida d'onda a 10 GHz

Introduzione ai filtri tradizionali in guida d'onda con ''iris'' saldate e viti di sintonia. Filtri in guida d'onda, concetti e dati base. Calcolo di un filtro a 10.5 GHz. Filtri modulari. Simulazione tramite software, con riferimenti online ed esempi di risposta in frequenza simulata. Fattore di merito delle guide d'onda. Misure e conclusioni.

Capitolo 19, Semplici filtri no-tune a 10 GHz

Filtro a 3 poli, quote meccaniche e risposta in frequenza misurata.

Capitolo 20, Mixer 8-12 GHz a reiezione di immagine

Introduzione. Reiezione della frequenza immagine, schemi base e note su prove di phase-tuning. Realizzazione di un circuito ibrido VHF a due vie / 90 gradi. Effetto del disadattamento in ampiezza e fase.

Capitolo 21, Ricevitori a 10 GHz controllati da OCXO

Gli OCXO (oven controlled xtal oscillator) a 5 o 10 MHz. Sistema moltiplicatore di frequenza. Cenni su DRO, filtri SAW, schema a blocchi ricevitore, adattatori in guida d'onda.

Capitolo 22, Oscillatori di riferimento in frequenza ultrastabili

Rassegna tecnica. Oscillatori al rubidium e al cesio. Oscillatori PHM (passive hydrogen maser).. TCXO, OCXO e USO (ultra stable oscillators). PLXO (phase-locked oscillator). OCXO controllati da GPS. Realizzazioni pratiche.

Capitolo 23, Oscillatore a loop con cavità TE023 a 10 GHz

Introduzione tecnica. Cavità a microonde. Perchè una cavità TE023? L'oscillatore loop a 10 GHz. Stabilizzazione della temperatura.

Capitolo 24, Eliminare gli insetti nocivi con le microonde?

Esperienza didattica con il calcolo dell'intensità del campo magnetico irradiato e misure RF sperimentali.


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