Fundamental investigations on field regions for simple antenna structures

This thesis aims to investigate the behaviour of the loop and the electric anten nas. It is important to first analyze simple cases and understand the influence of their parameters before exploring more complex problems. The convergence between analytical and simplified formulas with the Partial Element Equivalent Circuit (PEEC) method is also examinated, as it offers an efficient and com putationally effective way to simulate various scenarios. The ultimate goal is to optimize the Vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) because its wires generate a strong magnetic field, causing electromagnetic incompatibilities. This thesis demonstrates how certain parameters impact the overall behaviour and guides engineering decisions in finding a good compromise, once mechan ical, production, and cost needs are defined. In many cases it is known whether a parameter change increases or not the total radiation power, but not in com parison with other options. Additionally, high-frequency tests can also produce unexpected results. For example we will see how opposing voltage sources can constructively interfere at a distance of approximately and how, at certain angles and distances, the magnetic field can lead to peaks that are difficult to predict. To achieve more accurate results for radiation power, a new function has also been implemented, modifying Paul Baumgartner’s one.

Questa tesi si propone di studiare il comportamento di antenne a dipolo mag neticoeelettrico. Èimportanteanalizzarecasisempliciecomprenderel’influenza dei loro parametri prima di affrontare problemi più complessi. Viene inoltre verificata la convergenza tra le formule analitiche, o semplificate, con il metodo PEEC utilizzato. Questo metodo rappresenta un algoritmo semplice e com putazionalmente leggero per compiere numerosi test. L’obiettivo finale è ot timizzare un VCSEL, poiché i suoi fili generano un forte campo magnetico che causa incompatibilità elettromagnetiche. Questa tesi mostra come alcuni parametri influenzino il comportamento complessivo e guida le scelte ingegner istiche, trovando un buon compromesso una volta definite le esigenze mecca niche, produttive e di costo. Nella maggio parte dei casi si sa se una variazione di parametro aumenta o meno la potenza radiante totale, ma non di quanto rispetto ad altre variazioni. Inoltre, i test ad alta frequenza possono produrre risultati inaspettati. Vedremo come alimentazioni con fase opposta possono dare luogo a interferenza costruttiva per una distanza di circa e come, per determinati angoli e distanze, il campo magnetico possa generare picchi diffi cili da prevedere. Per ottenere risultati più precisi sulla potenza di radiazione è stata anche implementata una nuova funzione, partendo da quella di Paul Baumgartner.