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Título: Estudo de métodos assintóticos para a análise do espalhamento eletromagnético em altas frequências.
Autor(es): Prates, Carlos Victor Bragatto
Orientador(es): Assis, Aline Rocha de
Membros da banca: Assis, Aline Rocha de
Pontes, Carlos Renato
Cota, Felipe Eduardo Moreira
Palavras-chave: Engenharia elétrica
Óptica geométrica
Difração
Data do documento: 2018
Referência: PRATES, Carlos Victor Bragatto. Estudo de métodos assintóticos para a análise do espalhamento eletromagnético em altas frequências. 2018. 84 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas, Universidade Federal de Ouro Preto, João Monlevade, 2018.
Resumo: Este trabalho baseia-se em estudar, implementar e analisar o fenômeno do espalhamento eletromagnético causado por superfícies canônicas. O estudo é viabilizado pela Óptica Geométrica (GO - Geometrical Optics) e pela Teoria Uniforme da Difração (UTD - Uniform Theory of Diffraction), técnicas assintóticas que utilizam uma combinação entre traçados de raios para obter o resultado do campo eletromagnético espalhado. A obtenção dos resultados ocorre através de rastreamentos das trajetórias geradas entre transmissor e receptor, determinadas por algoritmos que traçam os raios refletidos e difratados em um espaço bidimensional baseado no método das imagens. O cálculo é feito no domínio da frequência e de modo determinístico, gerando resultados das contribuições individuais de cada raio no resultado final do campo observado. O fenômeno foi analisado em uma cunha condutora elétrica perfeita (sem perdas) e somente em campos incidentes com frentes de onda plana (único ângulo de incidência), pois a solução analítica só admite campos com essa característica. Essa análise foi apresentada tanto para campos elétricos (polarização soft) quanto para campos magnéticos (polarização hard). A validação dos códigos desenvolvidos foi obtida por meio de comparações com soluções analíticas já oferecidas pela literatura para casos semelhantes. As respostas obtidas das implementações computacionais mostraram que o modelo adotado para o tratamento desse fenômeno entregou resultados precisos e eficientes. Foram observadas diferentes situações onde as variáveis independentes envolvidas no espalhamento eletromagnético sofreram variações, possibilitando pontuar como cada um desses termos influencia nas respostas do fenômeno. O parâmetro utilizado para comparar o grau de aproximação das soluções, UTD e solução analítica, foi o erro quadrático médio.
Resumo em outra língua: This work is based on studying, implementing and analyzing the phenomenon of electromagnetic scattering caused by canonical surfaces. The study is made possible by Geometric Optics (GO Geometrical Optics) and Uniform Theory of Diffraction (UTD), asymptotic techniques that use a combination of ray tracing to obtain the result of the electromagnetic field spread. The results are obtained by tracking trajectories generated between transmitter and receiver, determined by algorithms that trace the reflected and diffracted rays in a two dimensional space based on the images method. The calculation is done in the frequency domain and deterministically, generating results of the individual contributions of each radius in the final result of the observed field. The phenomenon was analyzed in a perfect electrical conducting wedge (without losses) and only in incident fields with flat wave fronts (single angle of incidence), because the analytical solution only admits fields with this characteristic. This analysis was presented for both electric fields (soft polarization) and magnetic fields (hard polarization). The validation of the developed codes was obtained through comparisons with analytical solutions already offered in the literature for similar cases. The answers obtained from the computational implementations showed that the adopted model for the treatment of this phenomenon gave precise and efficient results. Different situations were observed where the independent variables involved in the electromagnetic scattering suffered variations, making it possible to point out how each of these terms influences the responses of the phenomenon. The parameter used to compare the degree of approximation of solutions, UTD and analytical solution, was the mean square error.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/1365
Licença: Autorização concedida à Biblioteca Digital de TCC’s da UFOP pelo(a) autor(a) em 20/07/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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