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Type: Dissertação
Issue Date: 8-Mar-2012
Authors: RIBEIRO, Dionisio Raony de Souza
First Advisor: DMITRIEV, Victor Alexandrovich
Title: Análise de propagação de ondas eletromagnéticas na faixa de microondas em ambiente indoor com método 3D FDTD e FDTD 2D modificado
Sponsor: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citation: RIBEIRO, Dionisio Raony de Souza. Análise de propagação de ondas eletromagnéticas na faixa de microondas em ambiente indoor com método 3D FDTD e FDTD 2D modificado. 2012. 71 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2012. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Resumo: Este trabalho propõe ferramentas de baixo custo computacional e de boa precisão que permitam a caracterização da propagação de microondas eletromagnéticas em ambientes interiores. Estudou-se a aplicação do método numérico das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) para modelagem da propagação de ondas nestes ambientes. Para isso, foi implementada uma nova abordagem deste método que aproxima os resultados obtidos na formulação do método em duas dimensões aos resultados obtidos em 3D. Apresenta-se um estudo comparativo entre a precisão, o desempenho e o requisito de recursos computacionais entre as duas formulações desse método. Para aplicar a formulação em 3D, um software em linguagem FORTRAN foi escrito com o método FDTD paralelizado pela biblioteca MPI. Posteriormente, um cluster de arquitetura Beowulf de quatro máquinas iguais foi construído para simular as rotinas geradas no trabalho. Após a validação do método FDTD modificado, apresenta-se a utilização do mesmo para a caracterização de um ambiente interior quanto suas perdas. A interpretação destes dados foi realizada para obter a distribuição estatística do parâmetro n de perdas por propagação para o ambiente. A relevância deste trabalho encontra-se no fato de não haver, na literatura pesquisada, trabalhos que apresentassem o método FDTD 2D modificado para propagação em ambientes interiores e que utilizassem dados simulados para análise estatística.
Abstract: This work presents tools of low computing cost and good accuracy to characterize the electromagnetic microwave propagation in indoor environments. It was studied the Finite- Difference Time-Domain (FDTD) method applied to model the propagation in these environments. The study deals with the implementing of a new approach of this method which converses a 3D problem in a 2D one. It is presented a comparative study between the two formulation of the method regarding accuracy, speed and the requirement of computing resources. To apply the 3D formulation, a software was written in FORTRAN with the FDTD 3D parallelized by the MPI library. Then, a cluster with Beowulf architecture was set up run the routine. After the validation of the modified FDTD method, it is applied to characterize an indoor environment regarding its losses. This data was used to obtain the statistical distribution of the parameter n of propagation loss of the environment. The contribution of this work lays on the fact that the researched literature do not present the modified FDTD 2D method applied to indoor environments and the use of simulated data to statistical analysis.
Keywords: Ondas eletromagnéticas
Diferenças finitas
Cluster (Sistema de computador)
Análise estatística
Propagação indoor
Método FDTD
Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD)
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Tecnologia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Appears in Collections:Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC

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