Utilização de equações integrais no domínio do tempo na predição da propagação sobre terrenos irregulares
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Resumo
Este trabalho trata da predição da propagação de ondas radioelétricas sobre terrenos irregulares através do uso das equações integrais tanto no domínio da frequência quanto no domínio do tempo. A resolução do problema através das equações integrais permite que se obtenha uma análise eletromagnética completa; isto é, podem ser embutidos na solução todos os acoplamentos existentes entre as fontes e o terreno, sem que seja necessária nenhuma aproximação. As aproximações feitas no desenvolvimento da formulação têm apenas o intuito de viabilizar a implementação numérica da solução sem comprometer a precisão da técnica. A superfície do terreno é assumida eletricamente suave e a incidência do campo rasante, sendo que, nestas condições e para uma polarização vertical, o terreno pode ser aproximadamente tratado como um condutor magnético perfeito. O terreno é considerado, ainda, invariante ao longo da direção perpendicular ao plano de incidência. No domínio da frequência, para a obtenção das correntes equivalentes através das equações integrais é utilizado o Método dos Momentos, sendo que, com o desprezo do retro-espalhamento, esse cálculo pode ser realizado de modo recursivo. Entretanto, o cálculo das correntes exige um esforço computacional considerável. Visando as reduções dos tempos de simulação nos casos com enlaces eletricamente longos, foi implementada uma técnica de aceleração denominada Fast Far Field Approximation (FAFFA). Esta técnica é baseada na divisão do perfil do terreno em grupos de segmentos, passando-se a calcular a interação entre os segmentos através de uma aproximação de amplitude e fase da interação entre os centros dos grupos. São analisados casos sobre o perfil de uma cunha teórica e um perfil prático. No domínio do tempo, além das considerações acima, são adotadas duas abordagens distintas: a análise no domínio da frequência ao longo do espectro significativo do sinal, com uma posterior Transformada Inversa de Fourier, e o uso de uma formulação das equações integrais no domínio do tempo. São considerados casos sobre o perfil de uma cunha teórica e sobre duas cunhas consecutivas.
Abstract
This work deals with the prediction of radio wave propagation over irregular terrains by using the integral equations in frequency and time domain. The implemented method allows an exact electromagnetic analysis. All existing couplings among sources and the terrain are considered in the solution, without any kind of approximation, exceptthose related to the numerical implementation. The terrain surface is assumed to be electrically smooth. By considering a grazing incident field with a vertical polarization, the surface can be treated as a perfect magnetic conductor. The surface transverse variation is disregarded. The Method of Moments (MoM) is employed in frequency domain in order to obtain equivalent currents on the terrain surface. These currents can be calculated recursively, as back-scattering effects are neglected. To perform this task, a considerable computational effort is demanded. The need of shorter processing times, especially when analyzing cases with either large surfaces or excessive number of segments, has motivatedthe application of an acceleration technique called Fast Far Field Approximation (FAFFA). This technique is based on the surface division in groups of segments. The interaction among segments is treated as an approximation of the interaction among groups. Cases over a wedge profile and a practical profile are analyzed. Two distinct approaches are adopted to obtain the time-domain results: the frequency-domain analysis plus the inverse Fourier Transform application and the direct time-domain analysis. In time domain, cases over a wedge profile and two consecutive wedges are considered
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Propagação de Ondas de Rádio, Teoria Eletromagnética Aplicada, Telecomunicações