• frequency selective surface
• metasuperficie
• radar cross section
• superfici selettive in frequenza

Il presente elaborato riguarda la progettazione e l’analisi di una metasuperficie radar assorbente a banda larga, operante nell’intervallo frequenziale 2 – 18 GHz. Questa metasuperficie è stata sviluppata con l’obiettivo di massimizzare l’assorbimento elettromagnetico nella banda di interesse, garantendo al contempo un design compatto e un’elevata efficienza di funzionamento. La realizzazione di tale struttura si inserisce in un contesto tecnologico avanzato, dove le applicazioni delle metasuperfici trovano ampio utilizzo in settori come le telecomunicazioni, la riduzione della radar cross section (RCS) e la protezione da interferenze elettromagnetiche.
La unit cell della struttura è composta da diversi strati sovrapposti, progettati per ottenere un efficace assorbimento delle onde elettromagnetiche incidenti. Nello specifico, la configurazione prevede un ground plane metallico in Perfect Electric Conductor (PEC), uno strato dielettrico in foam, una Frequency Selective Surface (FSS) resistiva a forma di croce di Gerusalemme, un ulteriore strato di foam e, infine, quattro FSS resistive a forma di loop quadrato. Questa stratificazione consente di ottenere un comportamento risonante in più bande di frequenza, garantendo un elevato assorbimento su un’ampia banda.
Lo spessore complessivo della metasuperficie progettata è pari a 14 mm, mentre la periodicità della unit cell è di 16 mm. Questi parametri geometrici sono stati scelti in seguito a un’accurata fase di ottimizzazione, in cui sono stati analizzati diversi valori di spessore, periodicità e resistenza superficiale delle FSS per determinare la configurazione ottimale in termini di assorbimento e stabilità angolare. Le simulazioni numeriche hanno evidenziato che questa particolare disposizione consente di ottenere un significativo miglioramento delle prestazioni rispetto a configurazioni convenzionali, permettendo di minimizzare la riflessione delle onde radar e migliorare la furtività elettromagnetica di un target.
L’ottimizzazione della struttura è stata condotta attraverso simulazioni numeriche e analisi circuitali che hanno permesso di studiare in dettaglio il comportamento elettromagnetico della metasuperficie, valutando parametri come il coefficiente di riflessione (S11), la larghezza di banda operativa e la stabilità rispetto all’angolo di incidenza delle onde elettromagnetiche. I risultati ottenuti dimostrano che l’assorbitore garantisce un’attenuazione efficace della riflessione elettromagnetica su tutta la banda di interesse, mantenendo buone prestazioni anche per angoli di incidenza elevati, fino a 60°.
Uno degli aspetti chiave di questo studio è la possibilità di integrare questa tecnologia in applicazioni reali, con particolare riferimento al settore militare. La riduzione della RCS è infatti un obiettivo cruciale per migliorare la furtività di velivoli, navi e veicoli terrestri, riducendo la probabilità di rilevamento da parte di sistemi radar nemici. La struttura proposta, grazie alla sua configurazione avanzata e al design compatto, rappresenta una soluzione promettente per lo sviluppo di superfici stealth, contribuendo a migliorare le capacità di occultamento elettromagnetico di piattaforme militari.
Oltre agli ambiti militari, l’assorbitore progettato può trovare applicazione in altri settori tecnologici, come la riduzione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) in dispositivi elettronici e la protezione di antenne e sensori da segnali indesiderati. In ambito civile, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per migliorare la qualità delle comunicazioni wireless riducendo le riflessioni e le interferenze nelle infrastrutture di telecomunicazione.
In conclusione, il presente lavoro evidenzia il potenziale delle metasuperfici radar assorbenti per un’ampia gamma di applicazioni, con particolare enfasi sulla riduzione della RCS e la protezione elettromagnetica. I risultati ottenuti dalle simulazioni confermano l’efficacia del design proposto, dimostrando che una configurazione opportunamente ottimizzata può fornire prestazioni superiori rispetto agli assorbitori tradizionali. Le future ricerche potranno approfondire ulteriormente l’integrazione di materiali innovativi e l’ottimizzazione delle geometrie per migliorare ulteriormente le capacità di assorbimento e la stabilità angolare della struttura.