Computational electromagnetics for high frequency

Zusammenfassung

Dado el aumento de la demanda de nuevas tecnologías en comunicaciones móviles, detección remota, sistemas de comunicaciones espaciales, satélites de observación terrestre... resulta crucial el desarrollo de nuevos algoritmos eficientes para la resolución de diferentes problemas en electromagnetismo. Particularmente difícil resultan los problemas de difracción que aparecen en antenas de reflectores y cálculo de RCS de aviones. Los métodos existentes actualmente resultan insatisfactorios en lo que respecta a su precisión y tiempo de cálculo. En esta tesis desarrollamos nuevos algoritmos en el campo de la Óptica Física (PO) y del método de Extracción Asintótica de Fase (APE). El método de PO es de gran relevancia y está siendo investigado y optimizado actualmente en numerosos grupos de investigación de todo el mundo. En este contexto desarrollamos un nuevo algoritmo que llamamos Teoría Numérica de la Difracción (NTD) para el cálculo de la integral de PO. Dicho algoritmo se puede aplicar en superficies suaves de grandes dimensiones y con forma arbitraria. El método NTD es comparado con diferentes métodos actualmente existentes para diferentes geometrías. Dicho método presenta buenas propiedades en términos de precisión y tiempo de cálculo. El método APE es también un punto caliente en el campo del electromagnetismo computacional. Este método pretende extender la aplicabilidad del MoM reduciendo el número de incógnitas. La idea es incluir la variación de fase de la corriente superficial en las funciones base. Proponemos un nuevo algoritmo basado en Funciones de Frente de Fase para estimar la fase procedente de reflexiones múltiples. Así mismo también introducimos una nueva técnica para el cálculo numérico de las interacciones entre diferentes funciones base oscilantes. Dicho cálculo es realizado por medio de Funciones Base Agregadas. Finalmente testeamos satisfactoriamente el algoritmo en diferentes geometrías bidimensionales.