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Título: ANÁLISE ELETROMAGNÉTICA APLICADA A UMA CLASSE DE ESTRUTURAS GUIADAS BASEADA NO MÉTODO DE CASAMENTO DE MODO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Autor(es): ANDRE LUIZ DOS SANTOS LIMA

Colaborador(es):  JOSE RICARDO BERGMANN - Orientador
GUILHERME SIMON DA ROSA - Coorientador
Número do Conteúdo: 51623
Catalogação:  01/03/2021 Idioma(s):  PORTUGUÊS - BRASIL

Tipo:  TEXTO Subtipo:  TESE
Natureza:  PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51623@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51623@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51623

Resumo:
Esta tese apresenta uma solução semianalítica para a modelagem eletromagnética de estruturas guiadas com simetria cilíndrica no domínio da frequência. A técnica apresentada permite que uma classe abrangente de guias de ondas, acopladores, filtros, entre outros, sejam projetados de forma acurada e com custo computacional muito pequeno em termos de tempo de processamento e memória quando comparado com outras técnicas baseadas em diferenças finitas ou elementos finitos. Neste trabalho, a modelagem de estruturas guiadas relativamente complexas foi realizada usando uma decomposição em subdomínios computacionais nos quais conhecemos uma solução analítica para o problema de contorno associado. Em uma segunda etapa, as condições de contorno de acoplamento entre os subdomínios foram então impostas por meio da conservação da reação e o formalismo do método do casamento de modos. Como consequência, obtemos uma solução analítica para o problema da conexão entre guias de ondas compostos por seções circulares e coaxiais acopladas. Ao nosso conhecimento, a formulação matemática desenvolvida para o acoplamento entre subdomínios circular e coaxial é inédita, e unifica vários modelos de acoplamento modais conhecidos até então sob um formalismo generalizado. Apresentamos uma série de resultados de validação que demonstram que a técnica introduzida neste trabalho permite modelar de forma acurada e eficiente uma vasta classe de estruturas guiadas. Em adição, uma formulação matemática complementar foi introduzida para a descrição do acoplamento ortogonal entre as estruturas circulares e coaxiais acopladas com guias retangulares. Uma descrição criteriosa sobre as dificuldades matemáticas e suas consequências para a implementação numérica é também apresentada.

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