ITALIANO

L'insegnamento fornisce gli elementi fondamentali necessari alla comprensione dei sistemi avionici di radionavigazione, sviluppati nella naturale prosecuzione ("Sistemi Avionici di Navigazione Aerospaziale: Approfondimenti). Le principali linee di studio fornite allo studente riguarderanno, a valle dell'acquisizione dei concetti generali e della terminologia necessaria, lo sviluppo di competenze nei campi della rappresentazione cartografica in campo aeronautico, dell'elettromagnetismo, dalle equazioni di Maxwell ai sistemi d'antenna utilizzati in campo avionico, e della teoria elementare dei segnali e dei sistemi di modulazione (ad onda continua ed impulsiva) utilizzati nel settore aeronautico/spaziale.

Materiale didattico organizzato in capitoli corrispondenti alla suddivisione illustrata alla voce "Programma esteso" del Syllabus, sviluppato dal docente e fornito agli studenti in formato pdf.

L'insegnamento di "Sistemi Avionici di Navigazione Aerospaziale", suddiviso in due tranches da 6 CFU (base e approfondimenti) ha come obiettivo formativo principale fornire allo studente i fondamenti teorici e pratici dei sistemi avionici di navigazione per applicazioni CNS (Communications, Navigation, Surveillance).

Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente dovrà dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative alla navigazione aerospaziale e alle rappresentazioni cartografiche più utilizzate in campo aeronautico, le principali problematiche legate all'elettromagnetismo, ai sistemi d'antenna e alla comunicazione di segnali con onde elettromagnetiche. Lo studente sarà in grado di aggiornarsi continuamente, tramite la consultazione di testi e pubblicazioni (anche in inglese) allo scopo di acquisire la capacità di approfondire gli argomenti del settore.

Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione: Lo studente dovrà dimostrare di saper utilizzare i concetti acquisiti e gli strumenti necessari per l’analisi dei sistemi avionici e dei segnali utilizzati nei sistemi di radionavigazione.

Capacità di trarre conclusioni: Lo studente dovrà essere in grado di sapere valutare in maniera autonoma le situazioni diverse da quelle standard presentate dal docente durante il corso e di adottare le migliori metodologie risolutive.

Abilità comunicative: Lo studente dovrà avere la capacità di presentare un elaborato relativo agli argomenti dell'insegnamento utilizzando correttamente il linguaggio scientifico e la terminologia tecnica acquisita durante l'apprendimento.

Elementi di base di analisi matematica, fisica ed elettrotecnica. Esami propedeutici: Analisi II, Elettrotecnica.

Lezione frontale (ex cathedra). La frequenza non è obbligatoria.

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consiste di una prova orale durante la quale sono verificate le conoscenze e le competenze acquisite dallo studente. Sarà valutato in trentesimi. E' consentito l'uso di calcolatrici o strumenti informatici (PC, SmartPhone, Tablet)
Si riporta di seguito la griglia di valutazione della prova orale.
Punti DESCRITTORI

PADRONANZA DEI CONTENUTI DELLA DISCIPLINA
12-14 Ampia, approfondita e interdisciplinare
10-12 Esauriente e organica con collegamenti
8-9 Conoscenze fondamentali utilizzate in modo appropriato
5-7 Conoscenze basilari usate in modo ripetitivo
3-4 Preparazione disorganica e poco argomentata
1-2 Conoscenze insufficienti
0 Nessuna conoscenza

CAPACITA' DI TRASMETTERE I CONTENUTI
11-12 Ottima capacità motivazionale e comunicativa verbale, esposizione chiara e completa
9-10 Buona capacità motivazionale e comunicativa verbale, abilità di esposizione adeguata
7-8 Discreta capacità motivazionale e comunicativa verbale, abilità espositiva sufficiente
5-6 Sufficiente capacità motivazionale e comunicativa verbale, esposizione non sempre chiara e organica
3-4 Carenti capacità motivazionale e comunicativa verbale, esposizione non sempre chiara e organica
1-2 Competenze comunicative e relazionali carenti
0 Competenze comunicative nulle

COMPETENZA SULLA LINGUA
4 Si esprime in maniera chiara ed articolata senza imperfezioni formali
3 Si esprime in maniera chiara ed appropriata con pochi errori grammaticali e lessicali
1-2 Si esprime in maniera semplice, ma comprensibile anche se con alcuni errori non gravi.
0 Si esprime con gravi errori grammaticali

TOTALE 30/30 L'esame è superato se lo studente raggiunge il punteggio minimo di 18/30, che scaturisce dalla somma dei punti descrittori.

Se durante le lezioni sono presentate slides o materiale didattico aggiuntivo, saranno resi disponibili agli studenti.

I. Concetti introduttivi: metodi e tecniche di navigazione aerospaziale, applicazioni e requisiti di navigazione, sensoristica dei sistemi avionici di navigazione, panoramica sui sistemi avionici moderni. Peso: 0.5 CFU (4 ore).
2. Elementi di navigazione terrestre e cartografia aeronautica: geodetiche, waypoints, ortodromia e lossodromia, proiezioni UTM e Lambert, tipologie di cartografia aeronautica. Peso: 1 CFU (8 ore).
3. Terminologia generale di navigazione. Peso: 0.5 CFU (4 ore).
4. Elementi di elettromagnetismo, antenne e propagazione. Campi elettromagnetici, equazioni di Maxwell. Dipolo elementare, diagramma di irradiazione, 3-dB beamwidth, guadagno e direttività. Allineamenti di antenne. Propagazione di onde elettromagnetiche. Peso: 3 CFU (24 ore)
5. Segnali e modulazione. Segnali analogici e digitali, modulazione di ampiezza (AM-DSB-SC e AM-DSB-TC) e di frequenza (PM, FM), multiplazione (TDM, FDM, CDMA). Peso: 1 CFU (8 ore).

Italian

The course aims at providing the fundamental elements needed for a thorough understanding of aerospace avionics navigation systems, which will be covered in the natural prosecution ("Aerospace Avionics Navigation Systems: Advanced"). In particular, the main study fields are as follows: comprehension of the basic navigation concepts and of related terminology; fundamentals of electromagnetism and antenna theory; elementary signal analysis and modulation techniques (Pulse and Continuous-Wave).

The didactic material is organized in chapters as described in the "Detailed Programme" section of the Syllabus. It is produced by the lecturer and provided to the students in pdf format.

The course lectures (divided in two six-credit parts, "basic" and "advanced") are designed to provide the student with the theoretical and practical foundations of avionics navigation systems for CNS (Communications, Surveillance, Navigation) applications.

Knowledge and understanding: The student must demonstrate knowledge and know how to understand the issues related to aerospace navigation and the most used cartographic representations in the aerospace field, the mathematical models of electromagnetism and antenna thepry, the basic aspects of communication systems and signal analysis.

Apply knowledge and understanding The students must demonstrate their ability to use the acquired concepts and the tools necessary to analyze an avionics system and the signals used in radionavigation systems.

Making judgments: Students must be able to autonomously evaluate situations different from the standard ones presented by the teacher during the course and to adopt the best solution methods.

Communication skills: The student must have the ability to explain a topic related to avionics navigation systems using correctly the scientific language and technical terminology.

Learning skills: The student must be able to update himself continuously, through the consultation of texts and publications (also in English) in order to acquire the ability to deepen the topics of the field.

Basic knowledge of calculus, physics and electric systems. Propaedeutic exams: Calculus II, Electric System Theory.

Class lecture. Attending the lectures is not mandatory.

The objective of the exam is to check the level of achievement of the training goals previously indicated.
The exam consists of an oral examination during which students shall discuss several aspects of Avionics.
The exam is passed if the candidate reaches the minimum score of 18/30.

Possible Powerpoint presentations or further didactic material will be available to the students.

1. Introductory concepts: methodologies and techniques of aerospace navigation, applications and requirements for navigation, sensor systems, overview on modern avionics systems. Weight: 0.5 CFU (4 hours).
2. Fundamentals of terrestrial navigation and aeronautic cartography: geodetics, waypoints, rhumb-line navigation and orthodromic navigation, UTM and Lambert projections, classification of aeronautic cartography. Weight: 1 CFU (8 hours).
3. General navigation terminology. Weight: 0.5 CFU (4 hours).
4. Fundamentals of electrodynamics, antennas and propagation: electromagnetic fields, Maxwell's equations, elementary dipole, radiation pattern, 3-dB beamwidth, gain and directivity. Antenna arrays. Propagation of electromagnetic waves. Weight: 3 CFU (24 hours).
5. Signals and modulation schemes. Analog and digital signals, amplitude modulation (AM-DSB-SC and AM-DSB-TC), phase and frequency modulation (PM, FM), multiplexing (TDM, FDM, CDMA). Weight: 1 CFU (8 hours).