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Tipo: Tese de Doutorado
Título: Métodos assintóticos para predição banda larga da cobertura radioelétrica em ambientes urbanos
Autor(es): Daniela Naufel Schettino
Primeiro Orientador: Fernando Jose da Silva Moreira
Primeiro Coorientador: Cassio Goncalves do Rego
Resumo: Este trabalho trata da predição de cobertura radioelétrica em ambientes urbanos através da Teoria Uniforme da Difração (UTD - Uniform Theory of Diffraction) nos domínios da frequência e do tempo. A UTD é uma técnica assintótica que rastreia o campo espalhado através das trajetórias ópticas entre transmissor e receptor. A versão no domínio do tempo utiliza estas trajetórias para fornecer a solução early-time do campo espalhado. O algoritmo de traçado de raios implementado determina as trajetórias dos raios refletidos e difratados através do método das imagens em ambientes tridimensionais. São utilizadas diversas técnicas de aceleração, como a determinação das faces visíveis a uma fonte; a partição do ambiente, que otimiza os diversos tipos de testes de interseçao dos raios; e a consideração de múltiplas reflexões e difrações no cálculo do campo espalhado através da separação das trajetórias em classes de raios. A consideração de ambientes tridimensionais é feita através da conversão dos raios 2D para 3D, utilizando a distância total percorrida pela trajetória e as alturas dos obstáculos. Na avaliação do campo espalhado são analisadas superfícies condutoras elétricas perfeitas e de condutividade finita, nos domínios da frequência e do tempo. No domínio da frequência, o tratamento das perdas na formulação da UTD é feito através da definição de novos coeficientes de difração heurísticos. No domínio do tempo, a consideração das perdas é feita de maneira aproximada através da aplicação de uma transformada temporal sobre expansões assintóticas dos coeficientes de reflexão de Fresnel. No domínio da frequência, os resultados obtidos através da UTD foram comparados com os obtidos através do Método dos Momentos e através de medidas apresentadas na literatura. Já no domínio do tempo, a formulação proposta foi comparada com a aplicação de uma transformada inversa de Fourier nos resultados obtidos pela UTD no domínio da frequência.
Abstract: This work deals with radio-propagation prediction in urban environments by means of the Uniform Theory of Diffraction (UTD), both in frequency and time domains. The UTD is an asymptotic technique that uses the optical paths between the transmitter and receiver to estimate the electromagnetic-field propagation. The time domain version of the UTD uses these optical paths to provide the early-time solution of the scattered field in time domain. The optical paths of the reflected and diffracted fields are determined by a ray tracing algorithm based on the Image Theory (IT) on a three-dimensional environment. The algorithm uses several accelerating techniques, as the determination of the visible facets from a source; environment division, that optimizes the several ray intersection tests; and the consideration of multiple reflections and diffractions by separating the optical paths into several ray classes. The consideration of three-dimensional environments is made by the conversion of the 2D ray paths into 3D ones, using the total distance of the trajectory and the obstacles heights. In the evaluation of the scattered field, perfect electric conductor and finite conductivity surfaces are considered both in the time and frequency domains. In frequency domain, losses are treated in the UTD formulation by the definition of new heuristic diffraction coefficients. In time domain, losses are treated in an approximate manner by the application of a time transform on asymptotic expansions of the Fresnel reflection coefficients. In the frequency domain, the results obtained by the UTD were compared with the ones obtained by the Moment Method and through measures presented in the literature. For the time domain, the proposed formulation was compared with the application of an inverse Fourier transform in the frequency domain UTD results.
Assunto: Engenharia elétrica
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CSFFW
Data do documento: 13-Fev-2009
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