Caracterização UWB de antenas filamentares no domínio espaço-temporal: uma abordagem via equações integrais e extração de ressonâncias naturais
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Reinaldo Martinez Palhares
Resumo
Neste trabalho, uma abordagem baseada no Método de Expansão de Singularidades (SEM) é empregada para a caracterização banda ultra-larga (UWB) de antenas filamentares através da determinação de uma representação semi-analítica de um operador altura equivalente. As ressonâncias naturais da antena (singularidades) utilizadas para a determinação do referido operador são extraídas, diretamente no domínio temporal, utilizando algoritmos polinomiais, como o Método de Prony, ou lineares, como o Método Matrix Pencil, a partir da corrente impulsional induzida calculada por um programa computacional com base na Equação Integral do Campo Elétrico no Domínio do Tempo (TD-EFIE). O operador altura equivalente pode ser utilizado no cálculo de importantes parâmetros associados a antenas UWB, tais como o operador ganho, a função de transferência, o diagrama de radiação independente do tempo e o diagrama de energia, permitindo uma caracterização unificada nos domínios temporal e espectral. Estudos de caso envolvendo a construção da resposta impulsional de correntes induzidas e a subsequente caracterização de uma antena composta por fios são apresentados para demonstrar a aplicabilidade do método aqui desenvolvido.
Abstract
In this work, an approach based on the Singularities Expansion Method (SEM) is employed for the characterization Ultra-Wide Band (UWB) of filamentary antennas through a semi-analytical representation of an effective height operator. The antennas natural resonances (singularities) used for determining that operator are obtained, directly in Time- Domain using polynomial algorithms, such as the Prony method, or linear, as the method Matrix Pencil, from the impulsional induced current calculated by a program based on Time-Domain Electric Field Integral Equation (TD-EFIE). The effective height operator can be used in the calculation of important parameters associated with UWB antennas, such as the gain operator, the transfer function, the time-independent radiation pattern and energy diagram, allowing a unified characterization in the temporal and spectral domains. Case studies involving the construction of the impulse response of induced currents and the subsequent characterization of an antenna composed of wires are provided to demonstrate the applicability of the method developed here.
Assunto
Engenharia elétrica, Antenas (Eletronica)
Palavras-chave
Caracterização unificada nos domínios do tempo e da frequência, Método de expansão de singularidades, Antenas filamentares UWB