Il corso fornisce le basi teoriche e pratiche per la comprensione, l’analisi e l’applicazione delle tecniche di diagnostica e imaging elettromagnetico. Gli studenti acquisiranno conoscenze sui principi fisici, sui metodi numerici e sugli algoritmi di ricostruzione, sviluppando competenze nell’utilizzo di software di simulazione e nell’elaborazione di dati reali per applicazioni in ambito biomedicale, industriale e della sicurezza.
Conoscenze di base di elettromagnetismo, analisi matematica e segnali e sistemi. Familiarità preliminare con i metodi numerici e con i fondamenti di antenne e propagazione elettromagnetica.
L’esame prevede la preparazione di una tesina concordata con il docente. La prova orale consiste nella discussione della tesina e in ulteriori domande relative agli argomenti trattati durante il corso, con l’obiettivo di valutare la capacità dello studente di comunicare le conoscenze acquisite utilizzando un linguaggio scientifico adeguato e di esporre in modo chiaro i contenuti teorici e pratici del corso. A ciascuna domanda viene assegnato un punteggio compreso tra 18 e 30. Il voto finale corrisponde alla media aritmetica dei voti ottenuti nelle diverse domande. È possibile che una delle risposte venga richiesta in forma scritta.
Il voto finale sarà assegnato secondo i seguenti criteri di valutazione:
Giorgio Franceschetti, “Campi Elettromagnetici”, Bollati Boringhieri, 1983.
Constantine A. Balanis, “Advanced Engineering Electromagnetics”, Wiley & Sons.
Richard E. Blahut, “Theory of Remote Image Formation”, Cambridge University Press.
Francesca Vipiana and Lorenzo Crocco, "Electromagnetic Imaging for a Novel Generation of Medical Devices." Cham, Switzerland: Springer (2023).
Matteo Pastorino and Andrea Randazzo, "Microwave imaging methods and applications." Artech House, 2018.
Il programma è articolato in due parti. La prima parte è dedicata allo studio dei principi generali della diagnostica e dell’imaging elettromagnetico, con particolare attenzione alla definizione e classificazione delle principali tecniche, ai principi di funzionamento e alle metodologie numeriche utilizzate per la modellazione e la simulazione.
La seconda parte è orientata alle applicazioni pratiche delle tecniche di diagnostica e imaging, con esempi nei settori biomedicale, industriale e della sicurezza, fino a scenari avanzati come l’imaging radar, tomografico e “through-the-wall”.
Il corso prevede esercitazioni di laboratorio finalizzate all’applicazione delle tecniche di simulazione e di elaborazione dei dati, utilizzando software CAD e strumenti numerici per la ricostruzione e l’ottimizzazione delle prestazioni dei sistemi di imaging. Inoltre, sono previsti seminari specialistici tenuti da esperti provenienti dal mondo accademico, della ricerca e dell’industria.
Gli argomenti includono: Definizione e classificazione delle tecniche di diagnostica. Diagnostica non distruttiva. Diagnostica biomedicale: principi di imaging. Imaging radar. Imaging tomografico. Tecniche inverse per la ricostruzione di parametri elettromagnetici. Introduzione ai principali metodi numerici (FDTD, MoM, FEM). Utilizzo di software CAD per simulazioni di imaging. Ottimizzazione delle prestazioni dei sistemi di imaging. Imaging per la sicurezza e il controllo qualità. Diagnostica elettromagnetica in ambito biomedico (monitoraggio, rilevamento, screening). Subsurface and through-the-wall imaging.
