Caracterização da propagação radioelétrica sobre terrenos irregulares utilizando equações integrais no domínio do tempo
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Cassio Goncalves do Rego
Úrsula do Carmo Resende
Úrsula do Carmo Resende
Resumo
Neste trabalho é proposta uma formulação para caracterização da propagação de onda eletromagnética sobre um terreno irregularmente suave utilizando a Equação Integral do Campo Elétrico no domínio do tempo (TD-EFIE). É proposta uma formulação para uma onda com incidência rasante e polarização vertical. Dado a incidência rasante, o terreno pode ser tratado como um condutor magnético perfeito para a polarização considerada e o princípio da equivalência pode ser utilizado para encontrar a corrente magnética equivalente na superfície utilizando o Método dos Momentos e, a partir da corrente, calcular o campo espalhado pelo terreno. Tendo em vista a suavidade do terreno, o retroespalhamento pode ser desprezado e a corrente no terreno pode ser calculada recursivamente, diminuindo o custo computacional. Os resultados encontrados através da TD-EFIE foram comparados com aqueles obtidos em trabalhos anteriores utilizando a Equação Integral do Campo Magnético no domínio do tempo (TD-MFIE) e a Teoria Uniforme da Difração no domínio do tempo (TD-UTD). Comparando os três métodos percebe-se que todos apresentam resultados muito próximos, com diferença apenas da TD-UTD para casos onde ocorre difração dupla e difração em arestas com ângulo interno maior que 180°. Os resultados da TD-EFIE também concordaram com os obtidos após a aplicação da transformada inversa de Fourier sobre os resultados obtidos da Equação Integral do Campo Elétrico no domínio da frequência (FD-EFIE)
Abstract
In this work it is proposed a formulation to predict the propagation of an electromagnetic wave over a smoothly irregular terrain using the Electric Field Integral Equation in the time domain (TD-EFIE). It is proposed a formulation for near graze incidence of a vertical polarized electromagnetic wave. Given the near graze incidence, the terrain can be treated as a perfect magnetic conductor for the considered polarization and the equivalence principle can be used to find the equivalent magnetic current at the surface using the Method of Moments and the scattered field can then be calculated from the currents. With the terrain being smooth, the backscattering can be neglected and the current at the surface can be calculated recursively, reducing the computational cost. The results found using the TD-EFIE were compared with the ones obtained from previous works using the time-domain Magnetic Field Integral Equation (TD-MFIE) and the time-domain Uniform Theory of Diffraction (TD-UTD). The three methods showed similar results, with only the TD-UTD differing from the others when the problem presents a double diffraction and diffraction in edges with an internal angle greater than 180°. The results from the TD-EFIE also agreed with the ones obtained after applying the inverse Fourier transform in the results obtained from the Electric Field Integral Equation in the frequency domain (FD-EFIE)
Assunto
Ondas eletromagneticas, Campos elétricos, Engenharia elétrica, Equações integrais
Palavras-chave
Equação integral do campo elétrico, Método dos momentos, Terreno suavemente irregular, Equação integral do campo magnético, Equações integrais no domínio do tempo, Transformada inversa de Fourier