[pt] ESTUDO DE MÉTODOS NUMÉRICOS PARA A MODELAGEM DA PROPAGAÇÃO ELETROMAGNÉTICA EM GUIAS DE ONDAS CURVADOS DE SEÇÃO TRANSVERSAL RETANGULAR

[en] STUDY OF NUMERICAL METHODS FOR MODELING ELECTROMAGNETIC WAVE PROPAGATION IN CURVED WAVEGUIDES WITH RECTANGULAR CROSS-SECTION

[pt] PEDRO LIMA VAZ JANNUZZI

[pt] METODO DOS MOMENTOS

[pt] RAIO DE CURVATURA

[pt] SISTEMA DE COORDENADAS CURVADO

[pt] METODO DE POINT MATCHING

[pt] GUIA DE ONDA RETANGULAR CURVADO

[en] MOMENT METHOD

[en] RADIUS OF CURVATURE

[en] CURVED COORDINATE SYSTEM

[en] POINT MATCHING METHOD

[en] CURVED RECTANGULAR WAVEGUIDE

[pt] Esta pesquisa apresenta casos de estudo de aplicações de engenharia, como a propagação eletromagnética em guias de onda uniformemente curvados com seção transversal retangular, operando em frequências típicas dos sistemas de rede móvel 5G e 6G. Neste trabalho, apresentamos o problema de valor de contorno e abordamos técnicas numéricas para resolver as equações de Maxwell em guias de onda curvados, visando soluções para o problema de autovalores associado. Primeiro, o método de Point Matching é empregado como uma alternativa para resolver esse tipo de problema por meio do rastreamento de zeros do determinante de uma matriz. Em seguida, utilizamos o Método do Momentos para resolver esse mesmo problema, por meio do cálculo de integrais de superfície das funções sobre a geometria retangular. Além disso, este método é utilizado por ser tratar de um problema de autovalor linear, tornando-o mais prático que o Point Matching. Por fim, mediante um algoritmo computacional desenvolvido em Matlab, apresentamos uma série de resultados da propagação eletromagnética do guia retangular curvado no plano H e no plano E para diferentes valores do raio de curvatura da seção retangular curvada. Os resultados numéricos evidenciam a convergência da solução apresentada em relação à solução exata com pequena quantidade de harmônicos.

[en] This research presents case studies of engineering applications, such as electromagnetic propagation in uniformly curved waveguides with rectangular cross-sections, operating at typical frequencies of 5G and 6G mobile network systems. In this work, we introduce the boundary value problem and address numerical techniques for solving the Maxwell s equations in curved waveguides, aiming for solutions to the associated eigenvalue problem. First, the Point Matching method is employed as an alternative to solve this type of problem by tracking zeros of the determinant of a matrix. Next, we use the Method of Moments to solve the same problem by computing surface integrals of functions over the rectangular geometry. Additionally, this method is employed because it deals with a linear eigenvalue problem, making it more practical than Point Matching. Finally, using a computational algorithm developed in Matlab, we present a series of results on the electromagnetic propagation of the curved rectangular waveguide in the H-plane and E-plane for different values of the curvature radius of the curved rectangular section. The numerical results demonstrate the convergence of the presented solution with respect to the exact solution using a small number of harmonics.

JOSE RICARDO BERGMANN

GUILHERME SIMON DA ROSA

JOSE RICARDO BERGMANN

GUILHERME SIMON DA ROSA

RAFAEL ABRANTES PENCHEL

RAUL OLIVEIRA RIBEIRO

2025-03-17

2025-02-04

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69651@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69651@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69651