Contribución a la mejora de la GTD en la predicción de los sistemas radiantes sobre estructuras complejas

Abstract

En esta tesis se presenta un método para el análisis de diagramas de radiación de antenas embarcadas sobre estructuras complejas como pueden ser los satélites, aviones, barcos, etc. Con este método se pretende obtener la deformación que sufre el diagrama de radiación original de la antena por la presencia de la estructura, de forma más parecida a la realidad y en el menor tiempo de cómputo posible. Este método también se puede aplicar al estudio de la propagación en escenarios complejos, como por ejemplo en comunicaciones móviles. Como método electromagnético se ha utilizado la Optica Geométrica (GO) y la Teoría Geométrica de la Difracción (GTD) en su versión uniforme (UTD), aplicándose al caso de que las estructuras se encuentren modeladas por superficies paramétricas, como por ejemplo las superficies NURBS, y utilizando el principio Generalizado de Fermat para obtener las diferentes contribuciones al campo eléctrico: rayo directo, reflejado, difractado y combinaciones de ambos. En este trabajo se ha tenido en cuenta la posibilidad de utilizar cualquier herramienta CAD para el diseño de la geometría, permitiendo que herramientas que no utilizan descripciones paramétricas de las superficies, como por ejemplo AUTOCAD (utiliza malla de puntos), puedan ser utilizadas a través del método de interpolación de superficies NURBS propuesto en esta tesis. Debido a que la obtención del trazado de rayos sobre estructuras modeladas mediante parches NURBS es costosa en términos de tiempo de CPU, uno de los logros principales de esta tesis ha sido el desarrollo de una nueva técnica basada en el algoritmo Z-Buffer angular, que permite acelerar notablemente la búsqueda de cada uno de los diferentes caminos que pueden contribuir al campo radiado, sobre todo en simple y doble reflexión, así como en los estudios de ocultación de los diferentes rayos encontrados.