Desenvolvimento de uma interface integrada para o projeto e análise de antenas utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD)

Abstract

Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um pacote de software para a análise de antenas baseado no método das diferenças finitas no domínio do tempo (Finite Diference Time Domain - FDTD). São apresentadas as diversas funcionalidades incluídas no software, tais como geração da malha no domínio computacional a partir de objetos vetoriais, modelagem de fontes, implementação de condições de contorno e obtenção dos diagramas de radiação. Todos os elementos foram implementados de forma modular e integrados em uma interface gráfica amigável, que permite a inclusão e configuração dos diversos elementos que compõem a simulação, além da visualização tridimensional das estruturas analisadas. O software possui ainda um módulo para a visualização dos resultados das simulações e a possibilidade de geração de animações dos campos através de escalas de cores. O software, denominado FDTD STUDIO, foi inteiramente desenvolvido em linguagem C++ e, pela sua concepção orientada a objetos, permite que novas funcionalidades possam ser agregadas de forma simples e rápida. Para ilustrar a versatilidade e a acurácia do software, foram analisados alguns modelos de antenas, tais como dipolo, monopolo, antenas cornetas e antenas de microfita. Os resultados foram comparados com resultados obtidos por outros autores e também por outros softwares comerciais. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work presents the development of a software package for antenna analysis using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method. The varous features of the software are presented, such as mesh generation, source modeling, boundary conditions and generation of radiation patterns. All elements had been implemented in a modular way, with a userfriendly graphical interface that allows the inclusion and configuration of diverse elements that compose the simulation and the three-dimensional visualization of the analyzed structures. The software has also a module for visualization of the simulation results and the possibility to generate field animations through color scales. The software, named FDTD STUDIO, was entirely developed in C++ language, and for its object oriented conception, allow new functionalities to be added in a simple and fast way. To illustrate the versatility and accuracy of the software, some antenna models, such as dipole, monopole, horns and microstrip antennas have been analyzed. The results have been compared with results from others authors and also from others commercial software.