[pt] Guias de onda são amplamente utilizados na engenharia de
telecomunicações para a transmissão de sinais e construção de filtros e
outros dispositivos de micro-ondas. Neste trabalho, apresentamos uma
formulação baseada na técnica de casamento de modos (MMT) para a
análise de descontinuidades em guias de ondas cilíndricos causadas por
curvaturas no eixo longitudinal da linha de transmissão. Apresentamos e
validamos uma técnica para análise modal de guias de ondas curvos através
da aproximação da curvatura por uma sucessão de superfícies oblíquas por
meio de suas matrizes de espalhamento generalizadas (GSMs) extraídas do
MMT. A presente abordagem é uma alternativa computacionalmente eficiente
para modelar curvaturas em guias de ondas cilíndricos quando comparada
às técnicas usuais de força bruta numérica (tais como soluções baseadas
em elementos, volumes, ou diferenças finitas). Um algoritmo é apresentado
para calcular os elementos da matriz GSM para diferentes configurações
de junções de guias de onda. A novidade do presente método consiste em
considerar a projeção dos campos eletromagnéticos em superfícies oblíquas
para a aplicação do MMT. Apresentamos uma série de resultados numéricos
que mostram que a técnica apresentada neste estudo pode garantir resultados
com boa acurácia e precisão ao realizar a análise do comportamento modal
dos campos eletromagnéticos em descontinuidades provocados por curvaturas. / [en] Waveguides are widely used in telecommunications engineering for
transmitting signals and manufacturing filters and other devices in the
microwave applications. In this work, we present a formulation based on
the mode-matching technique (MMT) for the analysis of discontinuities in
cylindrical waveguides caused by curvatures in the longitudinal axis of the
transmission line. We present and validate a technique for modal analysis
of curved waveguides by approximating the curvature in a succession of
oblique surfaces by means of their generalized scattering matrices (GSMs)
extracted from the MMT. The present approach is a computationally efficient
alternative for modeling curvature in cylindrical waveguides when compared
to usual numerical brute force techniques (such as element-based, volumebased,
or finite difference solutions). An algorithm is presented to compute
the GSM matrix elements for different configurations of waveguide junctions.
The novelty of the present method consists in considering the projection of
electromagnetic fields onto oblique surfaces for the application of MMT. We
present a series of numerical results that show that the technique presented
in this study can guarantee results with good accuracy and precision when
performing the analysis of the modal behavior of electromagnetic fields at
discontinuities caused by curvatures.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:65129 |
| Date | 24 November 2023 |
| Creators | MARCELLO ALVES REIS |
| Contributors | GUILHERME SIMON DA ROSA, GUILHERME SIMON DA ROSA, GUILHERME SIMON DA ROSA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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