Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BC9HXW
Tipo: Tese de Doutorado
Título: Projeto de mantos metamateriais para redução de espalhamento eletromagnético na faixa de micro-ondas
Autor(es): Fábio Júlio Fonseca Gonçalves
Primeiro Orientador: Elson Jose da Silva
Primeiro Coorientador: Renato Cardoso Mesquita
Primeiro membro da banca : Ricardo Luiz da Silva Adriano
Segundo membro da banca: Luiz Guilherme Costa Melo
Terceiro membro da banca: Marcio Matias Afonso
Quarto membro da banca: Rodney Rezende Saldanha
Quinto membro da banca: Renato Cardoso Mesquita
Resumo: O projeto de um manto eletromagnético envolve fundamentalmente a determinação dos seus materiais. Nesta linha, a técnica de transformação de coordenadas é flexível por se aplicar a diferentes geometrias. Entretanto, o material obtido é desafiador mesmo sob a perspectiva dos metamateriais, uma vez que é não-homogêneo, anisotrópico e singular. Na verdade, invisibilidade e simplicidade nos materiais são atributos conflitantes. Em geometrias arbitrárias, o problema fica ainda mais complexo. Esta tese considera diferentes modelos de mantos e busca ajustar suas características visando um melhor desempenho. A primeira abordagem estudada envolve modelos com camadas puramente dielétricas, para os quais se contribui com a modelagem do alargamento da largura de banda através de uma otimização multi-objetivo. Devido às limitações dos mantos dielétricos em termos de desempenho e geometria, o mapeamento numérico fornecido pela Equação de Laplace se mostra interessante para gerar os materiais de mantos arbitrários. Assim, no intuito de se obter um desempenho satisfatório com mantos mais simples, desenvolveu-se a otimização da técnica de transformação fora do plano do manto, uma vez que esta consegue controlar os materiais do manto em qualquer geometria. Ainda na linha da obtenção de materiais mais simples, contribui-se com o desenvolvimento de um estudo sobre o mapeamento a partir de uma área pequena, com posterior otimização nos materiais discretizados. Para o desenvolvimento desta tese foram modelados mantos com diferentes geometrias e níveis de complexidade.
Abstract: The design of electromagnetic cloaks fundamentally involves the determination of their materials. In this context, the coordinate transformation technique is flexible to be applied in different geometries. However, the resulting material is challenging even for metamaterials, since it is non-homogeneous, anisotropic and singular. In fact, invisibility and simplicity in materials are conflicting attributes. In arbitrary geometries, the problem becomes even more complex. This thesis considers different cloak models and aims to adjust their characteristics to provide a better performance. The first studied models have all-dielectric layers and contributions on the enlargement of the bandwidth were achieved by a multi-objective optimization. Because of the limitations in the dielectric cloaks in terms of performance and geometry, the numerical mapping provided by Laplace's equation becomes interesting to generate the materials for an arbitrary cloak. Thus, in order to obtain a satisfactory performance with simpler cloaks, here the optimization of the out-of-plane transformation is performed, since it can control the cloak materials for any geometry. This thesis also contributes with the study of small area mappings, with further optimization in the discretized materials. Cloaks with different geometries and levels of complexity were used for the development of this thesis.
Assunto: Ondas eletromagneticas Espalhamento
Engenharia elétrica
Metamateriais
Otimização multiobjetivo
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BC9HXW
Data do documento: 17-Out-2016
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