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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/4230| Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título : | Análise numérica de guias de onda a partir do método das diferenças finitas no domínio da frequência |
| Autor(es): | Silva, Idenilton Ferreira |
| Primeiro Orientador: | Schlosser, Edson Rodrigo |
| Resumo: | A análise de guias de onda pode ser realizada analiticamente para geometrias simples, tais como circular e retangular, sendo facilmente encontrada na literatura clássica. No entanto, estruturas mais complexas implicam em uma análise trabalhosa para a imposição das condições de contorno na solução da equação de onda. Como alternativa, métodos numéricos podem ser aplicados no estudo de estruturas com formato transversal arbitrário. Este documento apresenta a análise de guias de onda metálicos de seção genérica, de comprimento finito, preenchido por material homogêneo sem perdas e formado por paredes de condutividade infinita a partir do Método das Diferenças Finitas no Domínio da Frequência (FDFD). A consideração de um condutor elétrico perfeito (PEC) é aplicada para eliminar as perdas devido a resistência superficial das paredes metálicas utilizadas para evitar a dispersão dos campos eletromagnéticos e blindar de interferências externas, diferenciado-se dos guias dielétricos. Neste trabalho é apresentada a solução numérica da equação de onda em coordenadas retangulares e cilíndricas para se determinar as frequências de corte dos modos transversal elétrico (TE) e transversal magnético (TM). Adicionalmente, é ilustrado o comportamento dos campos eletromagnéticos no interior dos diferentes tipos de estruturas analisados, tais como retangular, formatos U e L, retangular com canto truncado, coaxial retangular, circular e coaxial circular. Os resultados obtidos são comparados aqueles resultantes do software de simulação eletromagnética Ansys HFSS. A ferramenta proposta baseada em FDFD apresenta excelente concordância com os resultados apresentados pelo pacote comercial. Além disso, percebe-se que as dimensões das matrizes envolvidas e o tempo de simulação até atingir os critérios de convergência foram inferiores em relação ao HFSS para todas as estruturas abordadas neste trabalho. |
| Resumen : | The analytical analysis of waveguides for simple geometries, such as rectangular and circular are available in the literature. For complex structures, the boundary conditions applying in the wave equation solution demand great effort. The study of arbitrary cross-section complex structures requires to use of numerical methods. This work presents the analysis of metallic waveguides, filled by homogeneous material lossless with a perfect electrical conductor (PEC) walls using the finite-difference frequency-domain (FDFD) method. The numerical formulations in rectangular and cylindrical coordinates are presented. The cut-o_ frequencies of the transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) modes for several types of waveguides, such as a rectangular, single ridge, L-shaped, truncated rectangular, coaxial rectangular, circular and coaxial circular, are numerically calculated. Additionally, it provides longitudinal electromagnetic fields illustration. The validation employs the commercial software Ansys HFSS to confirm results. The proposed approach obtained good agreement when compared with computational results and less memory usage. |
| Palabras clave : | Engenharia de telecomunicações Análise numérica Métodos numéricos Ondas Telecomunication engineering Numerical analysis Numerical methods Waves |
| CNPQ: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Idioma: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Editorial : | Universidade Federal do Pampa |
| Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
| Campus: | Campus Alegrete |
| Citación : | SILVA, Idenilton Ferreira. Análise numérica de guias de onda a partir do método das diferenças finitas no domínio da frequência. Orientador: Edson Rodrigo Schlosser. 2019. 76 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de Telecomunicações) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia de Telecomunicações, Alegrete, 2019. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI : | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4230 |
| Fecha de publicación : | 26-jun-2019 |
| Aparece en las colecciones: | Engenharia de Telecomunicações |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Idenilton Ferreira Silva - 2019.pdf | 37.21 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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