Programa del congreso
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Resumen de las sesiones |
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PL3: Sesión Plenaria 3: Miguel Ferrando (Universitat Politècnica de València)
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11:30 - 12:30
Métodos modales en electromagnetismo Universitat Politècnica de València, España Los métodos modales son técnicas matemáticas que permiten resolver problemas de campos electromagnéticos en estructuras complejas, aprovechando las propiedades de simetría y ortogonalidad de los modos propios de cada geometría. En esta conferencia se presentan algunos de los métodos modales más relevantes y sus aplicaciones en el diseño de dispositivos y sistemas de comunicaciones. En la actualidad el análisis de los problemas electromagnéticos y el diseño de antenas se basa en el uso de los simuladores electromagnéticos, que permiten analizar estructuras de formas complejas y materiales arbitrarios. Históricamente, antes de disponer de capacidades de cálculo, la forma de analizar problemas complejos requería la resolución de las ecuaciones de Maxwell y las ecuaciones de onda de los campos electromagnéticos sujetas a las condiciones de contorno de la estructura. En asignaturas de Campos y Ondas Electromagnéticas se siguen explicando los modos TEM de las líneas de transmisión y los modos TE y TM de las guías rectangulares y cada vez menos los modos en guías cilíndricas y fibras ópticas. Los problemas más avanzados de difracción, medidas en campo próximo y acoplamiento entre antenas requieren el uso de los modos cilíndricos y esféricos. El libro de Roger F. Harrington Time-Harmonic Electromagnetic Fields (1961) es una referencia imprescindible para el análisis modal. El mismo autor introdujo la resolución mediante ecuaciones integrales en el libro Field Computation by Moment Methods (1968) y el análisis modal en antenas en el artículo Theory of characteristic modes for conducting bodies (1971). En la Universitat Politècnica de València se viene trabajando desde el año 1990 en métodos modales en antenas y circuitos de microondas, con varias tesis doctorales sobre el tema y más recientemente en los modos característicos, destacando el artículo The Theory of Characteristic Modes Revisited: A Contribution to the Design of Antennas for Modern Applications (2007). Este método se ha incorporado a muchos simuladores electromagnéticos y está siendo utilizado en diseños innovadores. En resumen, se presenta la evolución histórica de los métodos modales y las nuevas aplicaciones para diseño de antenas de gran ancho de banda, con múltiples alimentaciones en los modernos sistemas de comunicaciones.
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