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[en] APPLICATION OF THE METHOD OF MOMENTS IN THE ANALYSIS OF MICROSTRIP ANTENNAS / [pt] APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS MOMENTOS NA ANÁLISE DE ANTENAS MICROFITAMARIANA GUIMARAES PRALON 09 October 2012 (has links)
[pt] Neste trabalho, o Método dos Momentos é aplicado na análise de antenas
microfita excitadas por cabo coaxial, utilizando Funções de Green no
modelamento dos campos no interior da camada de dielétrico, o que permite
considerar as ondas de superfície excitadas no substrato. Para obter a impedância
de entrada da antena microfita, foi implementado um algoritmo numérico para a
solução do problema. Neste trabalho, atenção especial é dada à análise de
singularidades e ao comportamento assintótico dos integrandos envolvidos na
solução numérica do problema. A validação do algoritmo é feita através da
comparação com resultados apresentados em referências. Os resultados
fornecidos pelo Método dos Momentos são comparados com os obtidos na
aplicação de outros métodos na solução do problema. Para esta comparação, são
utilizados dois programas comerciais de simulação eletromagnética, o Ansoft
HFSS e o CST. São feitas simulações com a variação dos parâmetros de entrada
do problema, com o objetivo de assegurar a convergência dos resultados e
permitir a comparação com os resultados obtidos pelo Método dos Momentos.
São apresentadas diferenças entre os resultados obtidos pelos diversos métodos e
analisadas as possíveis causas das discrepâncias. / [en] In the present work, the Method of Moments is applied to the analysis of
probe fed antennas. The approach uses Green Functions to model the fields
within the dielectric layer, which allows to take into account the surface waves
excited in the substrate. A numerical algorithm was implemented in order to
obtain the microstrip antenna input impedance. The latter is then verified
through the comparison with results presented in references. Special attention is
given to the analysis of singularities and to the asymptotic behavior of the
integrands involved in the numerical solution. A comparison is drawn between
the results obtained with the Method of Moments and those obtained with other
methods by employing two electromagnetic simulation commercial softwares,
Ansoft HFSS and CST. Simulations with different input parameters are
performed in order to ensure convergence of the results and allow comparison
with results obtained by the Method of Moments. The differences among the
results obtained by the several methods addressed in the analysis are presented
and the potential causes of them are analyzed.
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[en] APPLICATION METHOD OF MOMENTS FOR THE ANALYSIS OF CONICAL ANTENNAS / [pt] APLICAÇÃO DE MÉTODO DOS MOMENTOS NA ANÁLISE DE ANTENAS CÔNICASDENISE FREITAS SILVA 19 October 2005 (has links)
[pt] Neste estudo faz-se uma análise do desempenho de antenas
cônicas compactas para operar em largas bandas de
freqüência. Esta análise será feita observando o
comportamento da impedância da antena. Serão,
primeiramente, consideradas as estruturas convencionais
formadas por cones e cones sobrepostos próximos a um plano
condutor. Posteriormente, será considerada uma estrutura
cônica onde o arredondamento das bordas resulta em um
comportamento mais uniforme para a impedância de entrada
com variações da freqüência, conferindo um aumento na
banda para esta configuração. / [en] The discone antenna is well known as an easy to build
multioctave broadband antenna with a omnidirectional
radiation pattern in the H-plane, It comprises a plane
conductive disc element spaced close to and axially
aligned with a conductive cone element. For applications
in the UHF and microwave ranges, high performance antennas
have been designed to operate from 0.5 to 5 GHz with a
VSWR of about 3.5:1 or less. If the length is finite, the
impedance still strongly dependent on apex angle as long
as the cone is longer than about quarter of wavelength and
the apex angle is relatively larger. A problem that is
experienced with these antenna designs is the relatively
large size required to operate at the low frequencies. In
applications where utilization of this antenna. In this
work, the analysis and design of these antenna is obtained
by employing a rigorous formulation of the electromagnetic
scattering problem. As a design tool, we employ Method of
Moments for the analysis of rotationally symmetric
structures excited by TEM mode. To properly account the
variations in driven-point impedance with frequency, the
coaxial waveguide used to feed the antenna is also
included in the analysis. The excitation is simulated by a
distribution of equivalent electric and magnetic currents
placed inside the coaxial cable, over a cross-section
plane. These currents are defined such that only excite
the mode TEM towards the cable-antenna junction. These
numerical tool is employed in the shaping the metallic
surfaces involved in the discone-type antennas in order to
obtain more compact structures. Simple solutions can be
easily obtained making the center fed cone and the disc
element with radially outer edge portions rolled
backwardly and away from each other to form donut-shaped
configurations. The ruled edges not only reduce the
diameter of the antenna but also permit the current to
flow around them smoothly and without reflections that
degrade the VSWR at low end of the frequency band.
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[en] APPLICATION OF MOMENT METHOD IN THE ANALISYS OF CIRCULARLY SYMMETRIC REFLECTS / [pt] APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS MOMENTOS PARA A ANÁLISE DE REFLETORES CIRCULARMENTE SIMÉTRICOSFERNANDO LISBOA TEIXEIRA 05 July 2006 (has links)
[pt] Estuda-se o espalhamento de ondas eletromagnéticas por
condutores elétricos perfeitos com simetria de revolução.
A formulação envolve a solução da Equação Integral para o
Campo Elétrico (EFIE), aplicável a superfícies fechadas ou
abertas, utilizado-se o Método dos Momentos com funções
teste iguais às funções base (alternativa de Galerkin).
São empregadas três diferentes classes de funções base:
locais (triângulos e retângulos), globais (senos e
cossenos) e limitadas em banda (funções sampling-like).
Os resultados da análise (determinação da densidade de
corrente elétrica induzida por uma onda plana axialmente
incidente) de diversos tipos de objetos canônicos
(esferas, discos e cone-esferas) ao utilizar-se as duas
primeiras classes são comparados com aqueles encontráveis
na literatura.
Em seguida, analisa-se (determinação da corrente induzida,
do campo espalhado e do campo irradiado com uma fonte
esférica pontual situada no foco) refletores axialmente
simétricos (parabolóides e hiperbolóides) com diâmetro
entre 10 e 20 (lambda) empregando-se as três classes. É
feita uma comparação entre os resultados variando-se o
número de funções base por comprimento de onda para cada
classe e os resultados obtidos ao empregar-se a Ótica
Física (PO). / [en] The problem of electromagnetic scattering from perfectly
conducting circularly symmetric bodies is considered.
The mathematical formulation herein employed uses the
Electrical Field Integral Equation (EFIE), which is
applicable to either open or closed surfaces. The solution
is effected by the Method of Moments. Test functions are
chosen to be equal to basis functions (Galerkin´s
alternative).
Three different classes of basis functions are studied:
local (pulses and triagles), global (sines and cossines)
and band-limited ones (sampling-like functions).
Results from the analysis (i. E., determination of induced
electric currents)of different Kinds of cononical scatters
(spheres, discs and cone-spheres) illuminated by an
axially incident plane wave, using local and global
functions, are compared with results found in the
literature.
In addition, circularly symmetric reflector antennas
(paraboloids and hyperboloids with diameters between 10-20
lambda) are analyzed using the three different classes.
The analysis involves the determination of induced
currents, scattered and radiated fielsd. A comparision is
made among the results obtained when employing different
numbers of basis funcions and with the ones derived from
Physical Optics (PO) approxomation.
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[en] CAVITY-BACKED SLOT ANTENNAS / [pt] APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS MOMENTOS À ANÁLISE DE ANTENAS ESPIRAIS EM CAVIDADESOSWALDO BAPTISTA HORACIO E SILVA JUNIOR 07 March 2005 (has links)
[pt] Os sistemas que operam em banda larga necessitam de
radiadores que atendam eletricamente a banda de frequência
utilizada. As antenas com características de independência
da frequência, em particular as antenas espirais, têm
encontrando cada vez mais utilização nesses sistemas, seja
em aplicações comercias ou militares. Esta dissertação tem
por objetivo a análise de desempenho de antenas espirais do
tipo fenda em cavidades, pela aplicação do método dos
momentos. Serão consideradas cavidades com a face oposta à
antena constituída por um condutor perfeito ou acoplada a
uma estrutura de microondas com matriz de espalhamento
conhecida. Essa estrutura de microondas, poderá simular,
por exemplo, uma ou mais camadas de material absorvente.Um
modelo numérico foi desenvolvido, e a partir dele foi
elaborado um programa de computador, para determinar as
características de radiação de antenas espirais em
cavidade. São apresentados e comparados os resultados
obtidos para três configurações de antenas espirais de
Arquimedes do tipo fenda: sem cavidade, com cavidade
condutora e com um material absorvente colocado sobre a
face da cavidade oposta a abertura da antena. / [en] Broad band systems need radiators to operate over the
entire frequency band. Frequency independent antennas, in
particular spiral antennas, are finding increasing
application in such systems, for commercial or military
purposes. This dissertation has for objective the analysis
of performance of cavity-backed slot spiral antenna, by
applying the moment method . For this study it will be
taken into account cavities with the face opposing to the
antenna consisting of a perfect conductor or connected to a
structure of microwaves with known scattering matrix. This
microwave structure will be able to simulate, for example,
one or more layers of absorbing material. A numerical model
was developed, and based on it, it was elaborated a
computer program to determine the radiation characteristics
of cavity-backed spiral antennas. The results surveyed for
three configurations of slot Archimedean spiral antenna are
presented and compared: without cavity, with conducting
cavity, and with an absorbing material placed on the cavity
opposite to the antenna.
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[en] ANALYSIS AND SYNTHESIS OF REFLECTARRAYS FOR SPACE APPLICATIONS / [pt] ANÁLISE E SÍNTESE DE REDES REFLETORAS PARA APLICAÇÕES ESPACIAISEDSON RODRIGO SCHLOSSER 21 August 2020 (has links)
[pt] Neste trabalho é apresentada a análise e síntese de redes refletoras para aplicações espaciais. Redes refletoras são abordadas para expor de forma sucinta suas aplicações, geometrias, métodos de análise e de síntese de diagramas de irradiação. O método do circuito equivalente é utilizado para a formulação da função diádica de Green, possibilitando estabelecer relações entre os campos eletromagnéticos e as densidades superficiais de corrente elétrica em meios estratificados e constituídos por diversas metalizações. Validações numéricas são realizadas através da determinação das constantes de propagação em estruturas slab e guia de onda parcialmente preenchido, formadas por paredes metálicas com condutividade infinita. Análises de redes refletoras com poucos elementos são realizadas empregando-se o método dos momentos para calcular numericamente as densidades superficiais de corrente elétrica que fluem sobre os patches. Adicionalmente, propõe-se a aplicação de uma função base de domínio completo com condição de borda segmentada para modelar o comportamento impulsivo da densidade de corrente nas bordas dos espalhadores. Diferentes curvas de fase são obtidas através da técnica de variação das dimensões físicas dos espalhadores metálicos, considerando o campo elétrico total composto pelos campos espalhado, refletido e difratado, devido às posições espaciais dos patches. Softwares comerciais são utilizados nas verificações dos resultados obtidos. Por fim, o conceito de defasagem progressiva e o método de enxame de partículas foram aplicados para se determinar a fase desejada em cada célula. Assim, as curvas de fase são interpoladas e utilizadas para projetar as dimensões dos elementos impressos e garantir a distribuição de fase calculada sobre a superfície da rede refletora, de forma a reproduzir os diagramas desejados. / [en] This thesis presents the analysis and synthesis of reflectarrays for space applications. A review of the state-of-the-art of reflectarrays is presented and the applications, geometries, methods of analysis and methods of synthesis are discussed. Dyadic Green s function is formulated using the equivalent circuit method to describe the relation between electromagnetic fields and electrical current densities in structures composed of stratified media and several metallizations. Slab and partially-filled waveguide formed by metallic walls with infinite conductivity are analyzed to validate the formulation. Analyses of reflectarrays with few elements are performed using the method of moments to numerically calculate the densities of electric current that flow on the patches. Additionally, entire-domain basis function with segmented edge condition to model the impulsive behavior of current density at the edges of the scatterers is proposed. Different phase curves are obtained due to the patches positions in the reflectarray using the variable size technique. Phase curves are calculated considering a total electric field composed of scattered, reflected and diffracted fields. Commercial software is used to verify the obtained results. Finally, the desired phase in each cell is determined using the progressive phase concept and the particle swarm optimisation method. The phase curves are used to design the dimensions of the printed elements, and, thus, ensure the desired phase distribution on the surface of the reflectarrays, and, consequently, the specified radiation pattern.
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[pt] MODELAGEM DA COPOLIMERIZAÇÃO EM SUSPENSÃO DE POLI(ACETATO DE VINILA-CO-METACRILATO DE METILA) APLICADO EM PROCEDIMENTOS DE EMBOLIZAÇÃO VASCULAR / [en] MODELING OF SUSPENSION COPOLYMERIZATION OF POLY(VINYL ACETATE-CO-METHYL METHACRYLATE) FOR VASCULAR EMBOLIZATION PROCEDURESJOAO GONCALVES NETO 22 December 2020 (has links)
[pt] O processo de tratamento de tumores por embolização vascular é sensível
ao conjunto de partículas poliméricas empregado, ditos agentes embólicos, cujos
fatores como tamanho e morfologia influenciam no sucesso do procedimento
e podem ocasionar complicações quando mal dimensionados. Partículas esféricas
de poli(acetato de vinila-co-metacrilato de metila) apresentam a maioria
das características desejadas após tratamento por hidrólise alcalina. Este material
é relativamente novo, o que significa que há uma lacuna de conhecimento
em relação ao estudo dos fenômenos que regem sua cinética. Dessa forma, o
presente trabalho investigou a cinética de copolimerização responsável pela sua
produção. No desenvolvimento matemático, o método dos momentos foi utilizado
assumindo estado quase-estacionário para as espécies radicalares. Além
disso, o modelo considera difusão das moléculas no meio para contabilização
dos efeitos viscosos, comumente determinados empiricamente. Constatou-se
que as características físicas dos monômeros, assim como os parâmetros cinéticos
da homopolimerização, puderam ser utilizados na copolimerização. Entretanto,
como relatado na literatura para outros sistemas, os efeitos viscosos
se comportam de forma consideravelmente diferente na copolimerização, sendo
necessário a reestimação de alguns parâmetros relativos aos mesmos. Assim,
foi possível reproduzir de forma adequada perfis de conversão, massas molares
médias e composição do copolímero. Concluiu-se que o modelo proposto é capaz
de representar a cinética da copolimerização em suspensão do poli(acetato
de vinila-co-metacrilato de metila), possibilitando um melhor controle das características
do copolímero aplicado ao procedimento de embolização vascular.
Até onde se tem conhecimento, este é o primeiro trabalho que investiga e implementa
com sucesso a modelagem cinética desse sistema. / [en] The treatment of vascularized tumors through vascular embolization is
sensible to the polymeric particles used during procedure. These embolic agents
have attributes, like size and morphology, which play a significant role on the
success of this technique and can promote complications when not well dimensioned.
Among the many options available, spherical particles of poly(vinyl
acetate-co-methyl methacrylate) present most desired characteristics after alkalyne
hydrolysis treatment. Being relatively new, the literature lack studies
related to the kinetics of production of this material. Therefore, this research
investigated the copolymerization kinetics of poly(vinyl acetate-co-methyl
methacrylate) production. In the mathematical development, the method of
moments was used assuming quasi-steady state for the free radical species.
Additionally, the model includes the viscous effects through the diffusion of
the involved molecules, which is usually accounted empirically. It was possible
to use the physical properties of the monomers as well as the homopolymerization
kinetic parameters in the copolymerization. However, as reported in the
literature, some parameters are sensible to the system and some viscous effects
affect the copolymerization differently. Therefore, some parameters were reestimated.
It was possible to predict the conversion, average molecular weights and
composition. Consequently, the model was capable of representing the kinetics
of the suspension copolymerization of poly(vinyl acetate-co-methyl methacrylate),
meaning it could be used to improve the production of this polymer as
an embolic agent for vascular embolization procedure. As far as known by the
author, this is the first study to successfully perform the kinetic modeling of
this specific system.
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