Numerically Efficient Techniques for Electromagnetic Scattering Calculations in the Frequency Domain

Questo lavoro di tesi si prefigge lo scopo di sviluppare algoritmi numerici nel dominio della frequenza al fine di superare alcuni dei limiti che caratterizzano le tecniche convenzionali di analisi elettromagnetica. In particolare, nel primo capitolo, è riportata una formulazione MoM la quale, impiegando espressioni analitiche per il campo elettromagnetico radiato da un dipolo elettricamente corto, riesce ad evitare l’utilizzo di equazioni a potenziali misti e di conseguenza i relativi problemi a bassa frequenza e il trattamento della singolarità proprio della funzione di Green. Nel terzo capitolo verrà introdotto l’algoritmo di tipo Dipole Moment e la sua applicazione alla risoluzione di problemi di scattering elettromagnetico. In particolare verrà dimostrato che la suddetta tecnica permette di risolvere agevolmente problemi caratterizzati da perdite e spessori finiti senza incorrere in matrici numericamente mal condizionate. La soluzione di problemi di tipo multiscala, i quali coinvolgono contemporaneamente oggetti sia piccoli che grandi rispetto alla lunghezza d’onda, risulta spesso fortemente onerosa dal punto di vista computazionale costringendo a sacrificare l’accuratezza del risultato finale a causa delle limitate risorse di calcolo a disposizione. Al fine di superare i problemi precedentemente citati, nell’ultima parte dell’elaborato verrà introdotta una tecnica ibrida che combina il metodo Dipole Moment con un nuovo algoritmo ricorsivo nel dominio della frequenza, il RUFD. Tale metodo si è infatti dimostrato essere vantaggioso sia in termini di tempo che di occupazione di memoria rispetto ai principali solutori elettromagnetici disponibili in commercio.