Estudo de métodos assintóticos para a análise do espalhamento eletromagnético em altas frequências.

Abstract

Este trabalho baseia-se em estudar, implementar e analisar o fenômeno do espalhamento eletromagnético causado por superfícies canônicas. O estudo é viabilizado pela Óptica Geométrica (GO - Geometrical Optics) e pela Teoria Uniforme da Difração (UTD - Uniform Theory of Diffraction), técnicas assintóticas que utilizam uma combinação entre traçados de raios para obter o resultado do campo eletromagnético espalhado. A obtenção dos resultados ocorre através de rastreamentos das trajetórias geradas entre transmissor e receptor, determinadas por algoritmos que traçam os raios refletidos e difratados em um espaço bidimensional baseado no método das imagens. O cálculo é feito no domínio da frequência e de modo determinístico, gerando resultados das contribuições individuais de cada raio no resultado final do campo observado. O fenômeno foi analisado em uma cunha condutora elétrica perfeita (sem perdas) e somente em campos incidentes com frentes de onda plana (único ângulo de incidência), pois a solução analítica só admite campos com essa característica. Essa análise foi apresentada tanto para campos elétricos (polarização soft) quanto para campos magnéticos (polarização hard). A validação dos códigos desenvolvidos foi obtida por meio de comparações com soluções analíticas já oferecidas pela literatura para casos semelhantes. As respostas obtidas das implementações computacionais mostraram que o modelo adotado para o tratamento desse fenômeno entregou resultados precisos e eficientes. Foram observadas diferentes situações onde as variáveis independentes envolvidas no espalhamento eletromagnético sofreram variações, possibilitando pontuar como cada um desses termos influencia nas respostas do fenômeno. O parâmetro utilizado para comparar o grau de aproximação das soluções, UTD e solução analítica, foi o erro quadrático médio.