Tópicos Especiais em  Telecomunicações III

Campos Eletromagnéticos em Meios Complexos

Período 2020.2

Sala de aula remota

• https://ead.puc-rio.br/course/view.php?id=39337

Objetivo

Transmitir aos alunos fundamentos de modelagem eletromagnética para a análise da propagação de ondas e campos em meios complexos -- não homogêneos, anisotrópicos e dissipativos -- e sua aplicação para a modelagem rigorosa de sensores tipicamente utilizados em aplicações de engenharia, como a telemetria sem fio em poços de petróleo, a prospecção geofísica de hidrocarbonetos, bem como a análise da propagação em certas classes de guias de ondas e antenas.

Programa de Ensino

PARTE 1

• Aula 1.1

Equações de Maxwell

Campos harmônicos no tempo

Condições de Contorno

Equação de onda vetorial

• Aula 1.2

Revisão sobre vetores e diádicas

Função diádica de Green

• Aula 1.3

Campos eletromagnéticos em meios com estratificações planares, parte I

• Aula 1.4

Campos eletromagnéticos em meios com estratificações planares, parte II

PARTE 2

• Aula 2.1

Campos eletromagnéticos em meios com estratificações radiais, parte I

• Aula 2.2

Campos eletromagnéticos em meios com estratificações radiais, parte II

• Aula 2.3

Representações modais para meios não confinados: modos guiados e radiantes

• Aula 2.4

Condições de contorno para eletromagnetismo computacional

Impedâncias infinitas (PEC, PMC), finitas, anisotrópicas, e complexas

Impedâncias de Leontovich, de Rytov, e generalização para metasuperfícies

Camadas perfeitamente casadas

• Aula 2.5

Teorema da Reciprocidade e conceito de Reação (de Rumsey) para eletromagnetismo

PARTE 3

• Aula 3.1

Método de casamento de modos, parte I

• Aula 3.2

Método de casamento de modos, parte II

• Aula 3.3

Expansão modal de fontes eletromagnéticas em termos da solução homogênea da equação de Helmholtz

• Aula 3.4

Estudos de casos com aplicações para engenharia, parte I

• Aula 3.5

Estudos de casos com aplicações para engenharia, parte II

Professor Guilherme Simon da Rosa

• Sala: Prédio Kennedy, 7º andar, CETUC, sala #9

• Atendimento para ELE2612: 

  • 4as-feiras, 9h00—11h00 (semanalmente) de forma remota via Zoom

• Contato: guilhermeSimonDaRosa@puc-rio.br

Informações da turma

• Período 2020.2

• Horário da aula: 4as-feiras, 13h00—16h00

• Local da aula: Prédio Kennedy, 7º andar, CETUC, sala de aula #3

• Sala de aula remota: https://ead.puc-rio.br/course/view.php?id=39337

Critério de avaliação

• A avaliação adotará o critério 12 da PUC-Rio

• Listas de exercícios valem 30%

• Provas (P1 e P2) e a apresentação do seminário (S) valem 70%

Datas importantes

• Prova P1: 07/10/2020 09/10/2020

• Prova P2: 11/11/2020

• Apresentação de Seminários: 16/12/2020

Referências bibliográficas

• W. C. Chew, Waves and Fields in Inhomogeneous Media. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, 1995.

• J. A. Kong, Electromagnetic Wave Theory. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, Inc., 1986.

• R. F. Harrington, Time-Harmonic Electromagnetic Fields. New York, NY, USA: McGraw-Hill, 1961.

• J. A. Stratton, Electromagnetic Theory. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2007.

• T. B. A. Senior and J. L. Volakis, Approximate Boundary Conditions in Electromagnetics. London, UK: IEE Press, 1995.

• J. V. Bladel, Electromagnetic Fields. New York, NY, USA: IEEE Press, 2 ed., 2007.

• M. Abramowitz and I. A. Stegun, Handbook of Mathematical Functions: With Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. New York, NY, USA: Dover Publications, 1964. Disponível aqui.

• NIST Digital Library of Mathematical Functions. http://dlmf.nist.gov/, Release 1.0.19 of 2018-06-22. F. W. J. Olver et. al. Disponível aqui.

• V. H. Rumsey, Reaction concept in electromagnetic theory. Phys. Rev., vol. 94, pp. 1483–1491, Jun. 1954.

• D. M. Pozar, Microwave Engineering. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 3rd ed., 2005.

• C. A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics. New York: 1989.

Listas de exercícios

• L1 ele2612_lista_L1.pdf

• L2 ele2612_lista_L2.pdf

• L3 ele2612_lista_L3.pdf

Leituras complementares

• Operador Del

• Vetores unitários e suas derivadas

• Transformada de Fourier (forma geral nas eq. (15) e (16))

• Tabela com a permissividade elétrica de alguns materiais

• Tabela com a permeabilidade magnética de alguns materiais

• Tabela com a condutividade elétrica de alguns materiais

• Teorema de Stokes

• Teorema da Divergência

• Teorema do Gradiente

• Teorema de Green

• Teorema dos Resíduos

• Lema de Jordan

• Tensores e Diádicas

• Prof. Ismo V. Lindell's Dyadic Algebra

• The Matrix Cookbook

Recursos e leituras adicionais

• J. W. Arthur, The Evolution of Maxwell's Equations from 1862 to the Present Day

• K. T. Selvan, Engineering Education: Presentation of Maxwell's Equations in Historical Perspective and the Likely Desirable Outcomes.

• T. Sarkar et al., Who Was James Clerk Maxwell and What Was and Is His Electromagnetic Theory?

• R. Nevels and C.-S. Shin, Lorenz, Lorentz, and the Gauge.