Matriz de linha de transmissão tridimensional SCN-TD E FD contribuição ao desenvolvimento de ferramentas computacionais para campos eletromagnéticos / Three-dimensional transmission line matrix scn-td and fd. a contribution to the development of computational tools for electromagnetic fields.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O presente trabalho trata da modelagem de Cavidade Ressonante por Matriz de Linha de Transmissão (TLM) usando os conceitos de Nó Condensado Simétrico (SCN) nos domínios do tempo (TD) e da freqüência (FD) para simular o comportamento de campos eletromagnéticos no dispositivo. O trabalho começa com a modelagem do nó SCN que é composto por doze linhas de transmissão e doze portas. Estabelece a chamada Matriz de Espalhamento que dita as condições de propagação de um sinal no nó de acordo com as Equações de Maxwell[1,2]. A seguir, vários nós SCN são conectados para formar uma malha ou Matriz de Linha de Transmissão (TLM) tridimensional com o objetivo de estudar a transmissão de um sinal de um nó para o outro no domínio do tempo [1,2]. No domínio do tempo, há uma condição de estado transiente compreendido desde a excitação da malha por pulso de tensão em uma antena de entrada até a obtenção de pulso de tensão em uma antena de saída. Entre a excitação e a tensão de saída transcorre certo número de iterações ou intervalos de tempo necessários para que todos os nós sejam excitados e, pulsos na antena de saída sejam significativos. Estabelecido o mecanismo de propagação do pulso, uma cavidade ressonante é modelada por TLM SCN no domínio do tempo e um algoritmo é desenvolvido para calcular as freqüências de ressonância da cavidade. O algorítmo é implementado em linguagem FORTRAN e o resultado é comparado com o obtido por cálculo literal. Após os resultados obtidos no domínio do tempo, o trabalho passa a enfocar TLM SCN no domínio da freqüência [3,4]. A Matriz de Espalhamento e a Conexão entre os nós ocorrem de maneira semelhante ao do domínio do tempo, porém, as tensões na malha estão em regime de estado permanente. Portanto, no domínio da freqüência, as tensões já estão estabelecidas em todas as portas de todos os nós da malha e, não há mais considerações de tempo e sim de espaço. Em conseqüência, equações que relacionam as tensões fontes (excitação) com as tensões incidentes nos nós são obtidas em consonância com as Equações de Maxwell para o regime permanente. O sistema de equações é posteriormente escrito na forma matricial e um algoritmo computacional é desenvolvido para calcular as tensões em cada nó. A solução do sistema de equações é obtida pelos Métodos de Jacobi e do Gradiente Conjugado. Uma comparação de velocidade de convergência entre os dois métodos é realizada. Os resultados obtidos para uma cavidade ressonante preenchida com material dielétrico com um alto Er são mostrados em gráficos. Por fim, um comentário sobre os resultados é realizado e são apresentadas sugestões para trabalhos futuros.

ASSUNTO(S)

eletromagnetismo nó condensado simétrico (scn) linhas de transmissão domínios do tempo (td) circuitos eletrônicos telecomunicacoes domínios da freqüência (fd) matriz de linha de transmissão (tlm)

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