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Tipo: Tese
Título: Análise eletromagnética modal em dispositivos de onda guiada: aplicações em microscopia de campo próximo e concentração de energia micro-ondas
Autor(es): Diego Camilo Tami Lopez
primer Tutor: Cássio Gonçalves do Rego
primer miembro del tribunal : Jhonattan Cordoba Ramirez
Segundo miembro del tribunal: Gilberto Medeiros Ribeiro
Tercer miembro del tribunal: Fernando José da Silva Moreira
Cuarto miembro del tribunal: Sandro Trindade Mordente Gonçalves
Quinto miembro del tribunal: Glaucio Lopes Ramos
Resumen: Este trabalho apresenta um estudo de abordagem analítica, numérica e experimental sobre a analise eletromagnética aplicada no projeto de estruturas de onda guiada. Inicialmente, são analisadas transições entre guias de onda coaxiais e retangulares homogêneos. A abordagem utilizada é de natureza analítica e denomina-se na literatura como método do casamento de modos. Este método baseia-se na expansão modal dos campo eletromagnéticos presentes nos guias de onda e aplica-se na análise e projeto de dispositivos de onda guiada. Seguidamente, na fase de simulação e experimentos, um protótipo realístico usando guias de onda e diversas antenas foi projetado como um sistema de concentração de energia micro-ondas, cujo foco é a entrega de energia eletromagnética em pontos precisos causando aquecimento, sinterização e fundição de materiais. O protótipo visa futuras aplicações na tecnologia de impressão 3D. Por outro lado, uma série de simulações e medições foram realizadas para avaliar a influencia da imersão liquida em testes de microscopia de campo próximo. Os resultados mostraram que a formação de meniscos de água nanométricos contribui na geração de imagens que revelam estruturas de resolução nanométrica.
Abstract: This work presents an analytical, numerical and experimental study about the electromagnetic analysis applied in the design of guided wave structures. Initially, transitions between coaxial and rectangular homogeneous waveguides are analyzed. The used approach is from analytical nature and it is named in literature as mode matching technique. This method is based on the modal expansion of the electromagnetic fields present in the waveguides and it is applied in the analysis and design of guided-wave devices. Then, in the simulation and experiments stage, a realistic prototype involving waveguides and many antennas was designed as a microwave energy concentration system. The focus of this system is the delivery of electromagnetic energy in precise spots causing over them heating, sintering, and melting of materials. The prototype targets future applications in 3D printing technology. On the other hand, a series of simulations and measurements were performed to assess the influence of liquid immersion in near-field microscopy tests. The results showed that the formation of nanometric water menisci contributes to the generation of images that reveal structures of nanometric resolution.
Asunto: Engenharia elétrica
Guias de ondas
Manufatura aditiva
Ondas eletromagnéticas - Propagação
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/35004
Fecha del documento: 29-oct-2020
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