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Type: Tese
Issue Date: 29-Jun-2012
Authors: MARTINS, Tiago Carvalho
First Advisor: DMITRIEV, Victor Alexandrovich
Title: Análise e otimização de coberturas de invisibilidade esféricas estratificadas em camadas homogêneas e isotrópicas
Sponsor: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Citation: MARTINS, Tiago Carvalho. Análise e otimização de coberturas de invisibilidade esféricas estratificadas em camadas homogêneas e isotrópicas. 2012. 136 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2012. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Resumo: Neste trabalho, foram analisadas e otimizadas coberturas de invisibilidade estratificadas em camadas esféricas concêntricas constituídas por materiais dielétricos homogêneos e isotrópicos, em que tanto a seção reta de espalhamento total quanto o número de camadas foram minimizados. Também foram realizadas otimizações para aumentar a faixa de frequências na qual h´a invisibilidade, para isso, efeitos dispersivos foram levados em conta. Foram obtidas coberturas discretizadas (obtidas a partir de coberturas anisotrópicas) com reduções significativas (maiores do que 20 dB) da seção reta radar com relação ao espalhador sem cobertura em todas as direções de espalhamento, quando apenas 20 camadas foram utilizadas. Valores de redução equivalentes foram obtidos na literatura com no mínimo 80 camadas. Esses resultados foram obtidos em microondas. Nós obtivemos uma redução, com relação a esfera sem cobertura, de 32 dB na seção reta de espalhamento total para uma cobertura estratificada (não obtida a partir de camadas anisotrópicas) em apenas 13 camadas. Esses resultados foram obtidos em microondas. Nós otimizamos coberturas de invisibilidade dispersivas que apresentaram uma faixa de largura 5,4 vezes maior do que a que seria obtida sem considerar os efeitos dispersivos, na faixa de microondas. Foram projetadas coberturas de invisibilidade que funcionam em frequências ópticas, para uma faixa de frequências.
Abstract: In this work, we analyze and optimize invisibility cloaks stratified in concentric spherical homogeneous and isotropic layers, in which both the total scattering cross section and the number of layers have been minimized. In order to increase the range of frequencies in which there is invisibility, dispersive effects are taken into account. In microwaves, We obtained discretized invisibility cloaks (obtained from anisotropic cloaks) with significant reductions (greater than 20 dB) of the total scattering cross section, for only 20 layers (which is achieved in the literature with at least 80 layers). We obtained a reduction of 32 dB in the total scattering cross section for a cloak stratified in only 13 layers. This result was obtained in microwaves. In microwaves, we optimized dispersive invisibility cloaks which present a bandwidth 5.4 times larger than would be obtained by a optimized cloak without dispersive effects. Cloaks are designed to operate in optical frequencies, for a wide range of frequencies.
Keywords: Espalhamento eletromagnético
Algoritmos bio-inspirados
Otimização por enxame de partículas
Algoritmos genéticos
Método da matriz de transição
Coberturas de invisibilidade
Microeletrônica
Nanoeletrônica
Nanofotônica
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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