Análise e Projeto de Antenas de Microfita Multicamadas - Valdir.pdf · CRONOGRAMA 5-aplicação do...
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Análise e Projeto de Antenas de MicrofitaMulticamadas
Projeto ITA/IEAv (Process FAPESP 02/14164-0)
Coordenador: Prof. José Carlos da Silva Lacava (ITA)
Equipe do IEAv : Valdir Augusto Serrão, Francisco Sircilli eMarcos A. R. Franco
CRONOGRAMA
5-aplicação do HFSS a microfita
4-treinamento no HFSS
3-implementação de RCS
2-formulação 2D
1 – bibliografia
4° semestrefev05-jul05
3° semestreago04-jan05
2° semestrefev04-jul04
1° semestreago03-jan04
Etapas
1 – realizada; 2 – realizada; vetorial com elementos de aresta; truncamento com PML;3 – em andamento; 4 – em junho-julho de 2004 (interação inicial com Grupo de Antenas do ITA)finalizar compras (Visual C++ net e Office 2003)
Recursos ObtidosRecursos Obtidos
R$ 24.159,00Reserva Técnica (25%)R$ 34.405,00PermanenteR$ 62.233,00Consumo
Valores aprovados pela FAPESPValores aprovados pela FAPESP
Valores Valores AlocadosAlocados no no IEAvIEAv
R$ 20.670,00Permanente
R$ 56.710,00Consumo
R$ 120.797,00Valor total
R$ 77.380,00Valor total
Softwares adquiridos para o IEAv:
•GID: interface gráfica genérica para modelagem geométrica,geração de malhas 2D e 3D, entrada de dados e visualizaçãode resultados de programas de simulação numérica
•FEMLAB: modelagem e simulação de problemas físicos,baseados em equações diferenciais parciais (utiliza recursosdo módulo de processamento numérico Matlab)
•HFSS: simulação de problemas do eletromagnetismo emgeometrias 3D
Hardwares adquiridos para o IEAv:
• Três microcomputadores Pentium IV de 3GHz (2 x 2 GB e 1 x 3 GB de memória RAM, monitor de 17”.
Elemento irradiador retangular.
Substrato
Plano de terra.
Antena de microfita com um elemento irradiador
Z
zeEE )senycosx(ik0
i 0 rrrφ+φ=
Largura da placa
y
x
k0
φ
θ
Ponto de observação
( ) 0EεkEµ r20
1
r =•−
×∇•×∇
− rr
Equação de Helmholtz na ausência de fontes:
• Formulação de Campo Total:
com as condições de contorno:1) campo elétrico conhecido (Dirichlet) em dada superfície, (na
porta)2) no espalhador condutor perfeito e nas fronteiras do domínio
geométrico
( ) ( ) ir20i
1
rer20e
1
r EεkEµEεkEµrrrr
•−
×∇•×∇=•−
×∇•×∇
−−
ei EEErrr
+=Fazendo na equação acima, tem-se
Com as condições de contorno:1) na superfície do espalhador condutor perfeito2) (Dirichlet) nas fronteiras do domínio geométrico
ie En̂En̂rr
×−=×
• Formulação de Campo Espalhado:
Er
0E =r
0E ≠r
0E =r
zeEE )senycosx(ik0
i 0 rrrφ+φ=
Equação de Helmoholtz
Campo espalhado
Hxn̂Jen̂xEM eqe
eq
rrrr==
Correntes
( )∫ ∫ +π
=π−−
C
'''0
r̂.rik)4/rk(i
0efieldfar dl)r(M x r)r(J x r x rZe
re
8kE
'0
0 rrrrrrrr r
2iz
2ez
rD2E
Er2lim π=σ
∞→
Campo distante
Campo incidente
FORMULAÇÃO DE CAMPO TOTAL
campo elétrico conhecido na
linha (PORTA)
Camada PML
Lâmina condutoraE=0
FORMULAÇÃO DE CAMPO ESPALHADO
Camada PML
Lâmina condutora)EE( is
rr−=
Resultado do FEMLAB (campo total): campo total originado por lâminacondutora perfeita, horizontal, de comprimento 2λ, iluminada por ondade polarização Ez (ou incidência TM), vinda de cima para baixo
nosso códigowt = 0 graus
Campo total originado por lâmina condutora horizontal comincidência normal de cima para baixo
FEMLAB
FEMLAB nosso código
campo total originado por placa condutora horizontal comiluminação normal à placa (incidência TM)
campo elétrico espalhado
campo elétricototal para lâminacondutora
campo elétrico incidente+ =
Campo elétrico de placa condutora horizontal com polarização Ez ,incidência normal à placa
campo elétrico espalhado
campo elétrico total
campo elétrico incidente
+ =
=
Campo elétrico de placa condutora horizontal com polarização Ez ,incidência a 45 graus
FEMLAB
campo total originado por placa condutora horizontal comiluminação normal à placa (incidência TM)
Campo elétrico espalhadoCampo elétrico total
nosso código
Placa condutora perfeita iluminada a 45 graus
Bistatic scattering de lâmina condutorailuminada a 120 graus (polarização Ez)
largura da lâmina = 2λ
expressão 11-33 do Ballanis
SW ( σ2D /λ )(dB)
ângulo de observação (graus) ângulo de observação (graus)
nosso código
RCS de lâmina com largura de 5 lâmbdas, iluminada a 90 grauscom incidência TM
Para onde esse projeto nos leva?
Modelagem numérica 3D, com ferrameta própria
HFSS
Projeto aplicado a antenas (RCS)
Nosso futuro código3D
Fundamentação do fenômeno deespalhamento de ondas
FIM