Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/35411 |
Resumo: | Neste trabalho, propõe-se a aceleração da previsão de propagação de onda eletromagnética baseada em equações integrais no domínio do tempo por meio do uso da Transformada Rápida de Fourier (FFT). No problema, considera-se uma onda com polarização vertical - ou paralela - e incidência rasante sobre um terreno suavemente irregular. Assim, este pode ser tratado como um condutor magnético perfeito e, aplicando o princípio da equivalência, substituído por correntes magnéticas superficiais que podem ser calculadas por meio do Método dos Momentos (MoM). Para a formulação no domínio do tempo, a técnica marching-on-in-time é utilizada na discretização do tempo para os cálculos de convolução temporal. A FFT é aplicada para acelerar essas convoluções. Os resultados da Equação Integral do Campo Magnético no Domínio do Tempo (TD-MFIE) e da Equação Integral do Campo Elétrico no Domínio do Tempo (TD-EFIE) foram comparados aos das equações integrais no domínio da frequência - MFIE e EFIE - e da Teoria Uniforme da Difração no Domínio do Tempo (TD-UTD), e seus tempos de simulação foram comparados à TD-MFIE com aplicação da FFT. Observou-se uma boa concordância entre os resultados, com algumas diferenças na TD-UTD em razão de esta técnica não considerar difrações duplas e em arestas com ângulo interno maior que 180°. Utilizar a FFT no cálculo das integrais de convolução temporal reduz o tempo de cálculo em até 28 vezes, o que mostra seu potencial de aplicação neste problema, mas demanda um estudo maior sobre os sinais envolvidos na operação. |
id |
UFMG_e6206ae431c1ecf1f7ea4fce7f6be428 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufmg.br:1843/35411 |
network_acronym_str |
UFMG |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFMG |
repository_id_str |
|
spelling |
Fernando José da Silva Moreirahttp://lattes.cnpq.br/3339235404578187Cássio Gonçalves do RegoÚrsula do Carmo Resendehttp://lattes.cnpq.br/9513621449970956Renata Alves Antunes Teles2021-03-25T17:53:56Z2021-03-25T17:53:56Z2021-02-24http://hdl.handle.net/1843/35411Neste trabalho, propõe-se a aceleração da previsão de propagação de onda eletromagnética baseada em equações integrais no domínio do tempo por meio do uso da Transformada Rápida de Fourier (FFT). No problema, considera-se uma onda com polarização vertical - ou paralela - e incidência rasante sobre um terreno suavemente irregular. Assim, este pode ser tratado como um condutor magnético perfeito e, aplicando o princípio da equivalência, substituído por correntes magnéticas superficiais que podem ser calculadas por meio do Método dos Momentos (MoM). Para a formulação no domínio do tempo, a técnica marching-on-in-time é utilizada na discretização do tempo para os cálculos de convolução temporal. A FFT é aplicada para acelerar essas convoluções. Os resultados da Equação Integral do Campo Magnético no Domínio do Tempo (TD-MFIE) e da Equação Integral do Campo Elétrico no Domínio do Tempo (TD-EFIE) foram comparados aos das equações integrais no domínio da frequência - MFIE e EFIE - e da Teoria Uniforme da Difração no Domínio do Tempo (TD-UTD), e seus tempos de simulação foram comparados à TD-MFIE com aplicação da FFT. Observou-se uma boa concordância entre os resultados, com algumas diferenças na TD-UTD em razão de esta técnica não considerar difrações duplas e em arestas com ângulo interno maior que 180°. Utilizar a FFT no cálculo das integrais de convolução temporal reduz o tempo de cálculo em até 28 vezes, o que mostra seu potencial de aplicação neste problema, mas demanda um estudo maior sobre os sinais envolvidos na operação.This work proposes accelerating prediction of propagation of an electromagnetic wave based on time-domain integral equations by using Fast Fourier Transform (FFT). In this problem, a vertically - or parallel - polarized wave with near graze over a smoothly irregular terrain is considered, so that it can be trated as a perfect magnetic conductor and, by applying the equivalence principle, replaced by equivalent superficial magnetic currents which can be calculated using the Method of Moments (MoM). For the formulation in time domain, marching-on-in-time is used on time discretization for computing time convolution. FFT is applied to accelerate those convolutions. Results from Time-Domain Magnetic Field Integral Equation (TD-MFIE) and Time-Domain Electric Field Integral Equation (TD-EFIE) were compared to frequency domain integral equations - MFIE and EFIE - and to Time-Domain Uniform Theory of Diffraction (TD-UTD), and their simulation times were compared to TD-MFIE with FFT. There were highly concordant results between the methods, despite some differences shown on TD-UTD given the fact that it does not consider double diffractions and diffractions in edges with an internal angle greater than 180°. Using FFT to calculate time convolution integrals reduces significantly calculation time in 28 times, which shows its potential application in this problem, but a greater study about signals envolved in operations is required.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAEngenharia elétricaEquações integraisFourier, Transformações deMétodo dos momentos (Estatistica)Transformada rápida de FourierEquações integrais no domínio do tempoMétodo dos momentosMarching-on-in-timeTerreno suavemente irregularAplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétricainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALAplicação da Transformada Rápida de Fourier em Equações Integrais no Domínio do Tempo para a Caracterização de Propagação Radioelétrica.pdfAplicação da Transformada Rápida de Fourier em Equações Integrais no Domínio do Tempo para a Caracterização de Propagação Radioelétrica.pdfapplication/pdf2594864https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35411/1/Aplica%c3%a7%c3%a3o%20da%20Transformada%20R%c3%a1pida%20de%20Fourier%20em%20Equa%c3%a7%c3%b5es%20Integrais%20no%20Dom%c3%adnio%20do%20Tempo%20para%20a%20Caracteriza%c3%a7%c3%a3o%20de%20Propaga%c3%a7%c3%a3o%20Radioel%c3%a9trica.pdfc7c403ab666a1264943503c2ee9c9800MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35411/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/354112021-03-25 14:53:56.821oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-03-25T17:53:56Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
title |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
spellingShingle |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica Renata Alves Antunes Teles Transformada rápida de Fourier Equações integrais no domínio do tempo Método dos momentos Marching-on-in-time Terreno suavemente irregular Engenharia elétrica Equações integrais Fourier, Transformações de Método dos momentos (Estatistica) |
title_short |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
title_full |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
title_fullStr |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
title_full_unstemmed |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
title_sort |
Aplicação da transformada rápida de Fourier em equações integrais no domínio do tempo para a caracterização de propagação radioelétrica |
author |
Renata Alves Antunes Teles |
author_facet |
Renata Alves Antunes Teles |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Fernando José da Silva Moreira |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3339235404578187 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Cássio Gonçalves do Rego |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Úrsula do Carmo Resende |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9513621449970956 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Renata Alves Antunes Teles |
contributor_str_mv |
Fernando José da Silva Moreira Cássio Gonçalves do Rego Úrsula do Carmo Resende |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Transformada rápida de Fourier Equações integrais no domínio do tempo Método dos momentos Marching-on-in-time Terreno suavemente irregular |
topic |
Transformada rápida de Fourier Equações integrais no domínio do tempo Método dos momentos Marching-on-in-time Terreno suavemente irregular Engenharia elétrica Equações integrais Fourier, Transformações de Método dos momentos (Estatistica) |
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv |
Engenharia elétrica Equações integrais Fourier, Transformações de Método dos momentos (Estatistica) |
description |
Neste trabalho, propõe-se a aceleração da previsão de propagação de onda eletromagnética baseada em equações integrais no domínio do tempo por meio do uso da Transformada Rápida de Fourier (FFT). No problema, considera-se uma onda com polarização vertical - ou paralela - e incidência rasante sobre um terreno suavemente irregular. Assim, este pode ser tratado como um condutor magnético perfeito e, aplicando o princípio da equivalência, substituído por correntes magnéticas superficiais que podem ser calculadas por meio do Método dos Momentos (MoM). Para a formulação no domínio do tempo, a técnica marching-on-in-time é utilizada na discretização do tempo para os cálculos de convolução temporal. A FFT é aplicada para acelerar essas convoluções. Os resultados da Equação Integral do Campo Magnético no Domínio do Tempo (TD-MFIE) e da Equação Integral do Campo Elétrico no Domínio do Tempo (TD-EFIE) foram comparados aos das equações integrais no domínio da frequência - MFIE e EFIE - e da Teoria Uniforme da Difração no Domínio do Tempo (TD-UTD), e seus tempos de simulação foram comparados à TD-MFIE com aplicação da FFT. Observou-se uma boa concordância entre os resultados, com algumas diferenças na TD-UTD em razão de esta técnica não considerar difrações duplas e em arestas com ângulo interno maior que 180°. Utilizar a FFT no cálculo das integrais de convolução temporal reduz o tempo de cálculo em até 28 vezes, o que mostra seu potencial de aplicação neste problema, mas demanda um estudo maior sobre os sinais envolvidos na operação. |
publishDate |
2021 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-03-25T17:53:56Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-03-25T17:53:56Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2021-02-24 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/1843/35411 |
url |
http://hdl.handle.net/1843/35411 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFMG |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFMG instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
instname_str |
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
instacron_str |
UFMG |
institution |
UFMG |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFMG |
collection |
Repositório Institucional da UFMG |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35411/1/Aplica%c3%a7%c3%a3o%20da%20Transformada%20R%c3%a1pida%20de%20Fourier%20em%20Equa%c3%a7%c3%b5es%20Integrais%20no%20Dom%c3%adnio%20do%20Tempo%20para%20a%20Caracteriza%c3%a7%c3%a3o%20de%20Propaga%c3%a7%c3%a3o%20Radioel%c3%a9trica.pdf https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35411/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
c7c403ab666a1264943503c2ee9c9800 34badce4be7e31e3adb4575ae96af679 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1803589520263741440 |