Calculo dos Campos eletromagneticos gerados pela interação de um corpo tridimensional com uma onda eletromagnetica usando o metodo dos momentos e funções de base solenoidais
Sergio Antenor de Carvalho
TESE
Português
T/UNICAMP C254c
Campinas, SP : [s.n.], 1998.
320f. : il.
Orientador: Leonardo de Souza Mendes
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Resumo: Este trabalho usa uma formulação volumétrica para calcular os campos gerados pela interação entre um corpo tridimensional e uma onda eletromagnética. Usamos o princípio equivalente para obter, das equações de Maxwell, uma equação integral que relaciona as correntes volumétricas equivalentes...
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Resumo: Este trabalho usa uma formulação volumétrica para calcular os campos gerados pela interação entre um corpo tridimensional e uma onda eletromagnética. Usamos o princípio equivalente para obter, das equações de Maxwell, uma equação integral que relaciona as correntes volumétricas equivalentes ao campo incidente. O método dos momentos é aplicado para transformar a equação integral em um sistema de equações algébricas, que pode ser resolvido numericamente. Para aplicar o método dos momentos expandimos as correntes equivalentes em termos de funções de base solenoidais. Estas funções não geram cargas espúrias dentro das regiões homogêneas do corpo, assim nós podemos aplicar o método a corpos com altos valores de constante dielétrica. As funções são definidas sobre tetraedros, o que permite uma melhor discretização do corpo. Até onde conhecemos, esta é a primeira vez que estas funções são usadas para analisar problemas harmônicos no tempo. Um novo método iterativo de solução da equação integral é desenvolvido. O método consiste em dividir o corpo em partes, cada uma com a sua matriz momento, que determina o campo induzido por uma excitação. A solução completa é construída pela interação entre todas as partes, sendo o campo incidente a excitação inicial. Apresentamos resultados mostrando a aplicabilidade da formulação com o uso das funções solenoidais e do método iterativo. Analisamos o espalhamento por um cubo dielétrico homogêneo e não homogêneo, esfera homogênea e não homogênea e por conjuntos de cubos. Os resultados concordaram com aqueles disponíveis na literatura e com os obtidos com o uso de funções pulso. No caso da esfera comparamos os resultados com os obtidos através da serie de Mie, com uma boa concordância
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Abstract: This work deals with the use of a volume formulation to calculate the field distribution of tridimensional bodies. We use the equivalente principle to obtain, from Maxwell's equations, an integral equation that relates the equivalent volume polarization currents to the incident field. The...
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Abstract: This work deals with the use of a volume formulation to calculate the field distribution of tridimensional bodies. We use the equivalente principle to obtain, from Maxwell's equations, an integral equation that relates the equivalent volume polarization currents to the incident field. The method of moments is applied to transform the integral equation into a system of algebraic equations that can be solved numerically. To apply the method of moments we first expand the equivalent currents in terms of solenoidal basis functions. These functions do not generate spurious charges inside the homogeneous portion of body so we can apply this method to the bodies with high values of dielectric constant. The functions are defined on tetrahedrons permitting a better fitting of the object to be discretized. As far as we know, this is the first time that these functions are used to analyze time-harmonic problems. A new iterative method of solution of the integral equation is developed. The method consists in the division of the body in parts, with every part being characterized by a matrix moment that determines the induced field by excitation. The entire solution is built by interaction among the parts with the incident field like initial excitation. We present results showing the effectiveness of the formulation with the use of solenoidal iunctions. We analyze scattering by homogeneous and inhomogeneous dielectric cube, homogeneous and inhomogeneous sphere and by ensemble of cubes. The results are in good agreement with results found in the published literature and with those obtained using pulse basis functions. In the case of the sphere we compare the results with those obtained using the Mie's series
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