Campi Elettromagnetici E Sistemi Wireless 2025/2026

La prima parte del corso (4 CFU) introduce la descrizione, la progettazione, le tecnologie di produzione e di test per apparecchiature wireless biomedicali che coinvolgono sistemi body-centrici in ambienti reali. Vengono inoltre illustrate le possibili vulnerabilità elettromagnetica (Physical Security) di tali sistemi le loro conseguenze per la sicurezza e la privacy

Nella seconda parte del corso (2 CFU), le suddette tematiche vengono finalizzate ad attività progettuali con un coinvolgimento operativo degli studenti che apprenderanno sul campo, con sessioni simulative e sperimentali di gruppo, come pianificare e svolgere un complesso progetto ingegneristico di valenza biomedicale.

In dettaglio

INTERAZIONE ELETTROMAGNETICA CON IL CORPO UMANO
Costante dielettrica complessa (Debye, Cole Cole), Specific Absorption Rate (SAR)
BioHeat Equation. Limiti di esposizione e vincoli di progetto

COMUNICAZIONE BODYCENTRICA THROUGH THE BODY
Link simmetrici e asimmetrici
Near field links: Inductive coupling, Resonant Inductive Coupling, Sensitivity, Power Transfer Efficiency, Modulazione capacitiva
Near field links: Capacitive Coupling,
Mid field Coupling, Network model, transducer power gain
Far Field Electromagnetic Coupling : Friis model, Modulazione di backscattering
Esempi di Implantable Medical Devices (IMD)

COMUNICAZIONE BODYCENTRICA OFF-THE BODY
Modello con Path loss. Propagazione in ambiente indoor e outdoor. Fading
Esempio di comunicazione body - drone

SISTEMI DI IDENTIFICAZIONE E SENSORISTICA A RADIOFREQUENZA
I sistemi RFID: NFC, HF, UHF - storia e generalità
I sistemi RFID reader, modulazioni e anticollisione
Antenne per TAG UHF
Esercitazione in laboratorio ( per gruppi )
Applicazione alla sensoristica

SIMULAZIONE NUMERICA E PROGETTAZIONE AUTOMATICA
Finite Difference Time Domain Method
Il Solutore CST Microwave Studio
Progettazione automatica con gli Algoritmi Genetici
Applicazione dei GA al progetto di un Tag RFID UHF con profilo a meandro

TECNICHE DI FABBRICAZIONE DI DISPOSITIVI WEARABLE
Tecnologie textile (materiali, bending)
Tecnologie epidermiche (materiali, fabbricazione, embedding, stretching)

VULNERABILITA’ ELETTROMAGNETICA E PRIVACY
Attacchi e vulnerabilità di Dispositivi Wearable - Side Channel Attack
Emissione e suscettibilità elettromagnetica e mitigazioni

CARATTERIZZAZIONE SPERIMENTALE (durante il progetto)
Adattamento, guadagno realizzato,
Realizzazione di prototipi
Caratterizzazione sperimentale

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Fonte: GOMP