- Responsabile: Prof. Giuseppe Schettini
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Attività del Laboratorio
Studio e sviluppo di materiali naturali ed artificiali, micro e nanostrutturati, e loro utilizzo nell’ambito dell’elettromagnetismo applicato in vari settori scientifici, tecnologici e culturali, quali l’archeologia, la biomedica, la chimica, l’energetica, l’ingegneria dei materiali e delle strutture, la fisica, la sicurezza, i sistemi informatici e delle telecomunicazioni.
Progetto di componenti ottici diffrattivi innovativi, di dispositivi sintonizzabili basati su cristalli liquidi e grafene, di superfici selettive in frequenza, di cristalli fotonici e metamateriali a banda elettromagnetica proibita.
Sintesi, realizzazione e caratterizzazione sperimentale di antenne e componenti passivi per il trasporto ed il confinamento dei campi elettromagnetici, per applicazioni a microonde, alle onde millimetriche e sub-millimetriche, al terahertz e alle frequenze ottiche. In questo ambito, sono sviluppate specifiche attività di ricerca riguardanti: la modellazione analitica e le tecniche numeriche per il progetto di componenti passivi e radiativi innovativi; lo studio di fenomeni di propagazione e di leakage in strutture periodiche e mezzi complessi; l’analisi e il progetto di antenne e array di antenne riconfigurabili.
La finalità di questi studi è legata alla realizzazione di componenti essenziali per i sistemi elettronici, informatici e delle telecomunicazioni (ICT), anche nell’ambito di fonti energetiche alternative e della trasmissione di energia elettrica senza fili (Wireless Power Transmission, WPT).
Attività di ricerca in ambito radar: progetto di sensori innovativi multi-antenna e multi-polarizzazione; sviluppo di tecniche di data-processing per la stima di parametri geometrici e fisici di interesse dei bersagli radar. Ricerca in ambito georadar: sviluppo di nuove tecniche per la soluzione di problemi di scattering elettromagnetico, diretto e inverso, da oggetti sepolti per il miglioramento delle stime del georadar in ambito archeologico, dell’ingegneria civile, e del rilevamento di mine antiuomo.
Sviluppo di protocolli e linee guida per un impiego efficace del georadar; studio dell’interazione del georadar con altre tecniche di indagine non invasive. Modelli analitici e numerici degli scenari analizzati dai radar Through-Wall per la localizzazione di persone ed oggetti all’interno di edifici ed in scenari di calamità naturali. .
Sviluppo di tecniche elettromagnetiche per il riscaldamento di plasmi di idrogeno da impiegarsi nella ricerca sull’energia da fusione nucleare: studio dell’interazione tra onde elettromagnetiche e plasma, progetto di componenti in guida d’onda e di lanciatori a radiofrequenza, microonde e Terahertz in grado di operare con potenze elevate e in ambiente elettromagnetico “complesso” caratterizzato da mezzi a bassa rigidità dielettrica (plasma di bordo) e presenza di strutture di varia natura quali altri lanciatori, sonde, elementi di confinamento del plasma, ecc..
English version
Study and implementation of micro and nano-structured, natural and artificial materials, and their use in several scientific, technological and cultural fields of applied electromagnetism, such as archeology, biomedics, chemistry, energetics, material engineering, physics, security, information technologies and telecommunications. Design of novel optical diffraction components, tunable devices based on liquid crystals and graphene, frequency selective surfaces, photonic crystals, and photonic band-gap metamaterials.
Design, implementation and experimental characterization of antennas and passive components for the guidance and confinement of electromagnetic fields, with applications in the spectral regions of microwaves, millimeter and sub-millimeter waves, at Terahertz and optical frequencies. In this field, activities relevant to analytical modelling and numerical techniques for the design of novel passive and radiative components, study of propagation and leakage phenomena in periodic structures and complex media, analysis and design of reconfigurable antennas and antenna arrays are developed. Among the scopes of these studies is the implementation of fundamental components for information communication technology systems (ICT), also in the field of alternative energetic sources and Wireless Power Transfer.
Research activity on radar: design of novel multi-antenna and multi-polarization sensors; development of data-processing techniques for the reconstruction of physical and geometrical parameters of the radar targets. Research on the Ground Penetrating Radar: development of new techniques for direct and inverse electromagnetic scattering by buried objects, to improve the Ground Penetrating Radar retrievals in archeology, civil engineering, and unexploded mines detection. Development of protocols and guidelines for an effective employment of the Ground Penetrating Radar; study of the interaction of the Ground Penetrating Radar with other non-destructive techniques. Analytical and numerical models of the environments investigated by the Through-Wall radar for the localization of human beings and targets in interiors’ buildings and natural disasters.
Interaction with the EUROfusion Consortium in the study of hydrogen plasmas applied to the development of future machines for the production of energy by means of nuclear fusion. Such machines, when completely developed, will have a very reduced impact on the environment, with respect to the present fission reactors. Studies are push forward by European Union, together with USA, China, Japan, etc. The next experimental machine, named International Thermonuclear Reactor (ITER) is in course of realization in the south of France. The work of our laboratory is mainly focused in the production of exotic microwave components and beams, able to realize proper heating and current drive effects on the plasma column.