2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16812This project aims to contribute at the intersection of three different research areas: physics of electromagnetic field interaction with nonlinearly loaded, electrically large structures and surfaces, novel engineering applications for such structures and surfaces, and efficient and stable numerical modeling and simulation of such structures and surfaces. Kooperationspartner: Department of Electronics and Telecommunications Politecnico di Torino (POLITO), Torino, Italy While – at least in principle – any radio transmission system is an example for the application of electromagnetic field interaction with a nonlinearly loaded structure (antenna connected to input stage including e.g. mixer and amplifiers) and as such is well understood and can be designed readily with existing commercial software, it is the massive loading, i.e. the connection of several hundreds of nonlinear loads over an electrically large area, that has been of interest in the recent past and that poses new challenges and opportunities for research. Applications that are foreseen or already looked at for these kind of structures and surfaces include energy-selective shielding waveform-dependent absorption, self-focusing of surface waves, RF limiters, subwavelength imaging, nonlinear radar and switching, and time-domain windowing among others. The research project is conducted in cooparation with Prof. Grivet-Talocia of the Department of Electronics and Telecommunications Politecnico di Torino (POLITO), Italy. The team of Prof. Grivet-Talocia has both expertise in fields of reduced-order macromodeling and fast circuit simulation, both of which are essential for this project. The EMC Group at POLITO is one of the major contributors in both theory and applications of behavioral macromodeling techniques for electrical and electromagnetic systems. Prof. Grivet-Talocia is co-Author of the first book on Passive Macromodeling [02], together with Dr. Gustavsen. Since 2001, Prof. Grivet-Talocia and his group developed tool IdEM, a collection of state-of-the-art algorithms for macromodel generation.Ziel dieses Projektes ist es, an der Schnittstelle von drei verschiedenen Forschungsgebieten teilzunehmen: Physik der elektromagnetischen Feldinteraktion mit nichtlinear beladenen, elektrisch großen Strukturen und Oberflächen, neuartige technische Anwendungen für solche Strukturen und Oberflächen, und effiziente und stabile numerische Modellierung und Simulation solcher Strukturen und Oberflächen. Kooperationspartner: Department of Electronics and Telecommunications Politecnico di Torino (POLITO), Torino, Italy Während – zumindest im Prinzip – jedes Funkübertragungssystem ein Beispiel für die Anwendung von Elektromagnetische Feldwechselwirkung mit einer nichtlinear beladenen Struktur (Antenne verbunden mit Eingangsstufe einschließlich z.B. Mixer und Verstärker) und als solche gut verstanden ist und mit existierenden Werkzeugen entworfen werden kann, ist es die massive Beladung, d.h. die Verbindung von mehreren hunderten von nichtlinearen Lasten über einer elektrisch große Fläche, die neue Herausforderungen und Chancen für die Forschung bietet. Anwendungen, die für diese Art von Strukturen und Oberflächen vorgesehen sind oder bereits betrachtet wurden, umfassen energieselektive wellenformabhängige Absorption, Selbstfokussierung von Oberflächenwellen, HF-Begrenzung, Subwellenlängenabbildung, nichtlinearem Radar und Umschalten und Zeitdomänenfenstern u.A.. Das Forschungsprojekt wird in Kooperation mit Prof. Grivet-Talocia vom Institut für Elektronik und Telekommunikation Politecnico di Torino (POLITO), Italien, durchgeführt. Das Team von Prof. Grivet-Talocia verfügt über Kompetenzen in den Bereichen der Makromodellierung und schnellen Schaltungssimulationen, die beide für dieses Projekt unerlässlich sind. Die EMC-Gruppe am POLITO hat große Beiträge sowohl in der Theorie als auch in der Anwendung von Makromodellierungstechniken für elektrische und elektromagnetische Systeme geleistet. Prof. Grivet-Talocia ist Co-Autor des ersten Buches über Passive Macromodeling [02], zusammen mit Dr. Gustavsen. Seit 2001 haben Prof. Grivet-Talocia und seine Gruppe das Tool IdEM, eine Sammlung von State-of-the-Art-Algorithmen für das Generieren von Makromodellen, entwickelt.