Sommerschule Mikrowellen und MM-Wellen für den Entwurf fortschrittlicher drahtloser Verbindungen: Kommunikation, Erfassung und Energieübertragung

Diese Sommerschule bietet 6 ECTS-Credits durch die Bereitstellung von 52-stündigen Vorlesungen. Die Teilnehmer erhalten eine Einführung in die EM-Grundlagen und lernen anschließend, wie sie diese auf den Entwurf und die Implementierung zukünftiger Kommunikationssysteme, Radargeräte, drahtloser Sensorsysteme, drahtloser Netzwerke und Hochfrequenzschaltungen anwenden können.

Tatsächlich sind die Vorlesungen der Summer School in zwei Teile unterteilt.

Der erste Teil ist einer prägnanten und grundlegenden Beschreibung der wichtigsten EM-Phänomene gewidmet: Wellenausbreitung im freien Raum, inhomogene Medien und Leitstrukturen; Eigenschaften und charakteristische Parameter von passiven Geräten, Transceivern und Antennen. Auch experimentelle Messungen und die Einführung in kommerzielle EM-Löser sind geplant.

Der zweite Teil der Vorträge widmet sich der Hervorhebung, wie die zuvor besprochenen EM-Phänomene und -Geräte in einigen der fortschrittlichsten drahtlosen Systeme angewendet werden.

Dozenten aus der Wissenschaft und der IKT-Branche werden sich auf die Designkriterien, technischen Merkmale, Architekturen und innovativen Aspekte konzentrieren, die direkt durch EM-Konzepte in nicht-terrestrischen Netzwerken, 5G-Mobilkommunikation, drahtlosen Energieübertragungssystemen, V2X-Kommunikation und globalen LEO-Konstellationsnetzwerken hervorgerufen werden , Mikrowellensysteme für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung. Um die Ziele der Schule vollständig zu verfolgen und die effektivsten Ergebnisse zu erzielen, werden die Dozenten aus der Wissenschaft (Universität Pisa und Universität Bologna), der IKT-Industrie und internationalen Forschungszentren ausgewählt.

An einem Tag der Summer School-Woche werden die Vorlesungen im Marconi-Museum in der Villa Griffone, Pontecchio Marconi (nahe Bologna) gehalten. Am Vormittag nehmen die Besucher an einer Führung durch das Museum teil und sehen sich einige Experimente an, die denen nachempfunden sind, die der Pionier der Funkkommunikation (Nobelpreis für Physik 1909) Ende des 19. Jahrhunderts auf seinem Familienlandsitz durchgeführt hat.

Am Nachmittag werden zwei Vorträge von anerkannten Experten der Universität Bologna über WPT-Systeme (Wireless Power Transfer) und RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces) für die 6G-Mobilkommunikation gehalten. Der Bustransfer für die Hin- und Rückfahrt nach Pontecchio Marconi wird von den Schulorganisatoren bereitgestellt.

Studierende, die daran interessiert sind, die 6 ECTS-Credits zu erwerben, müssen sich mit den Koordinatoren der Summer School auf ein Projektarbeitsthema einigen und dann ihren schriftlichen Bericht bis spätestens 30. August 2024 einreichen.

Das Programm wird auch im Fernlernmodus (TEAMS-Plattform) aktiviert.

Ziel

Ziel der ersten Ausgabe dieser Sommerschule ist es, den Teilnehmern die Bausteine vorzustellen, die zum Verständnis der Grundprinzipien, Implementierungsstrategien und Entwurfskriterien der gängigsten drahtlosen Systeme erforderlich sind, die in den Frequenzbändern Mikrowellen und mm-Wellen arbeiten. Es wird ein Überblick über die grundlegenden elektromagnetischen (EM) Phänomene gegeben und genutzt, um die wichtigsten Hochfrequenzgeräte der physikalischen Schicht drahtloser Systeme zu beschreiben.

Die Sommerschule wird den Erwerb von Fähigkeiten unterstützen, die zur Kontrolle der EM-Ausbreitung nützlich sind, und so den Teilnehmern helfen, sich den herausfordernden und sich ständig weiterentwickelnden Spezifikationen fortschrittlicher drahtloser Systeme zu stellen.

Die Summer School kann für Studierende (Doktoranden, Doktoranden und Bachelor-Studenten, die kurz vor ihrem Abschluss stehen), Praktiker und Industriemitarbeiter interessant sein, die in den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) tätig sind und dies nutzen möchten EM-Phänomene zur Gestaltung zukünftiger Kommunikationssysteme, Radargeräte, drahtloser Sensorsysteme, drahtloser Netzwerke und Hochfrequenzschaltungen.

Für die Vorlesungsinhalte sind keine Vorkenntnisse in Elektromagnetik erforderlich, dennoch werden experimentelle Messungen und kommerzielle Simulationswerkzeuge zur Validierung der EM-Grundkonzepte eingesetzt, als wirksame Alternative zu herkömmlichen Ansätzen, die nur auf analytischen Ableitungen basieren.

• Doktoranden, Doktoranden, Bachelor-Studenten, die kurz vor ihrem Abschluss stehen, Praktiker und Industriemitarbeiter, die in den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) und allgemein in MINT-Disziplinen tätig sind.
• Das Programm wird auch im Fernlernmodus (TEAMS-Plattform) aktiviert.

Schullehrplan

Teil I: Grundlegende Bemerkungen zu EM-Phänomenen und -Geräten

• Freiraumausbreitung, strahlenbasierte Ausbreitungsmodelle
• Wellenausbreitung durch dielektrische Medien, Mehrwegemodelle
• Wellenausbreitung in Leitstrukturen, Lumped-Circuit-Modell, gedruckte Leitungen
• Passive Geräte für fortschrittliche drahtlose Systeme: Charakterisierungs- und Designkriterien
• Leistungsteiler, Richtkoppler, Filter • Antennen für drahtlose Hochfrequenzverbindungen
• Transceiver: Modellierungs- und Designbeispiele • EM-Löser für die Analyse und das Design von Geräten und Antennen
• Instrumentierung zur Charakterisierung drahtloser Netzwerkgeräte

Teil II: Mikrowellen und mm-Wellen für fortschrittliche drahtlose Verbindungen

• Nicht-terrestrische Kommunikationsnetze
• Die Entwicklung terrestrischer Kommunikationsnetze hin zur fünften Generation (5G)
• Drahtlose Sensorik und Kommunikation in Automotive-V2X-Szenarien
• Geräte und Architekturen von Systemen zur drahtlosen Energieübertragung und Energiegewinnung
• Gemeinsame Lokalisierung und Kommunikation mit rekonfigurierbaren intelligenten Oberflächen (RIS)
• Globale Satelliten-Breitbandnetze im niedrigen Erdorbit (LEO).
• Mikrowellensysteme für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung
• [Historische Ecke] „Guglielmo Marconi, der erste Italiener, der in Anerkennung seines Beitrags zur Funkkommunikation mit dem Nobelpreis für Physik (1909) ausgezeichnet wurde“: Besuch im Marconi-Museum in Pontecchio Marconi (in der Nähe von Bologna)

Der Unterricht findet im Polo della memoria San Rossore 1938, via Risorgimento, 56126, Pisa, statt.