Von niedrigen bis zu hohen Frequenzen stabilisierte Lösung von inversen Quellenproblemen mit Validierungsmessungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Simon Adrian; Professor Dr.-Ing. Thomas Eibert
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504345461

Die Vermessung elektromagnetischer Nahfelder bei hohen Frequenzen und die Lösung der dazugehörigen inversen Quellenprobleme ist eine etablierte Technologie im Bereich der Antennenmesstechnik. Wenn jedoch die Frequenz niedriger wird (wie es beispielsweise typisch für die Diagnostik von elektronischen Geräten, die Dosimetrie oder entsprechenden Abbildungsverfahren ist), oder wenn die Auflösung durch Erhöhung der Anzahl der Unbekannten und der Messwerte gesteigert werden soll, dann werden die existierenden Inverse-Quellen-Algorithmen instabil. In diesem Projekt werden verschiedene Methoden zur Stabilisierung der Abstrahlungsintegralgleichungen etabliert und untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse werden auf entsprechende Mess- und Datenerfassungsverfahren übertragen. Dazu werden neue Integralgleichungsdarstellungen hergeleitet unter besonderer Berücksichtigung der Messszenarien im Nieder- und Mittelfrequenzbereich. Darüber hinaus werden breitbandig-stabile, schnelle Integralgleichungsmethoden zusammen mit Vorkonditionierern realisiert, so dass hochauflösende inverse Quellenprobleme mit mehreren Millionen Unbekannten frequenzunabhängig schnell und genau gelöst werden können. Parallel hierzu werden Validierungsmessungen mit hoch-präzisen Messplätzen mit dedizierten Sonden für die Messung von elektrischen und magnetischen Feldern durchgeführt und untersucht, wobei insbesondere auch Verfahren mit einer kombinierten Messung von elektrischen und magnetischen Feldern entsprechend der zugrundeliegenden Feldtopologie betrachtet werden, um die Stabilisierung der Inverse-Quellen-Löser zu unterstützen. Testobjekte, die eine Vielzahl von Feldeffekten bei Vorhandensein von geometrischen Strukturen mit sehr unterschiedlichen Auflösungen unterstützen, werden vermessen und charakterisiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen