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    Efficient domain decomposition methods for the electromagnetic analysis of dielectric objects

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    Parallelized Characteristic Basis Finite Element Method (CBFEM-MPI)-A non-iterative domain decomposition algorithm for electromagnetic scattering problems

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    In this paper, we introduce a parallelized version of a novel, non-iterative domain decomposition algorithm, called Characteristic Basis Finite Element Method (CBFEM-MPI), for efficient solution of large-scale electromagnetic scattering problems, by utilizing a set of specially defined characteristic basis functions (CBFs). This approach is based on the decomposition of the computational domain into a number of non-overlapping subdomains wherein the CBFs are generated by employing a novel procedure, which differs from all those that have been used in the past. Clearly, the CBFs; are obtained by calculating the fields radiated by a finite number of dipole-type sources, which are placed hypothetically along the boundary of the conducting object. The major advantages of the proposed technique are twofold: (i) it provides a substantial reduction in the matrix size, and thus, makes use of direct solvers efficiently and (ii) it enables the utilization of parallel processing techniques that considerably decrease the overall computation time. We illustrate the application of the proposed approach via several 3D electromagnetic scattering problems

    Desarrollo e implantaci贸n de un sistema de medida de antenas en c谩mara anecoica

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    En esta tesis se presenta el desarrollo e implantaci贸n de una instalaci贸n de medida para caracterizar el patr贸n de radiaci贸n de determinadas antenas. Este tipo de instalaci贸n, denominada c谩mara anecoica, est谩 formada por un recinto cerrado con un recubrimiento met谩lico y que junto con el material absorbente adherido a paredes, techo y suelo, permite realizar mediciones en ausencia de interferencias electromagn茅ticas externas as铆 como de contribuciones de la propia antena provocadas por reflexiones. Aparte de los elementos mencionados, la instalaci贸n est谩 compuesta por otros elementos de car谩cter electromec谩nico y electromagn茅tico, y aunque hoy d铆a existe multitud de informaci贸n sobre cada uno de estos elementos, no es f谩cil encontrar informaci贸n sobre el proceso de diseo台, desarrollo y puesta a punto de este tipo de instalaciones en su conjunto. El presente trabajo pretende realizar un estudio completo de cada uno de los elementos por los que est谩 formada la c谩mara anecoica, as铆 como desarrollar nuevas t茅cnicas para el proceso de movimiento, control y medici贸n electromagn茅tica de una antena. Para ello se ha hecho uso de la tecnolog铆a Trajexia de Omron, mediante la cual han sido desarrollados diferentes tipos de movimientos con los que se permiten realizar exploraciones en una superficie plana, cil铆ndrica y esf茅rica. El diseo台 de la c谩mara permite realizar mediciones en campo cercano para los sistemas de exploraci贸n plano y cil铆ndrico, y campo cercano y lejano de hasta 5 metros para el sistema de exploraci贸n esf茅rico. Tambi茅n han sido implementados algoritmos de correcci贸n de la posici贸n para los diferentes ejes de movimiento que han permitido mejorar de forma considerable la precisi贸n del sistema. Las t茅cnicas implementadas permiten realizar mediciones electromagn茅ticas de antenas hasta 40 GHz. Para facilitar la interacci贸n entre el usuario y el sistema se ha dise膮do una interfaz gr谩fica que act煤a como nexo de uni贸n entre todos los elementos instalados, permitiendo gestionar el proceso de una medida de una manera sencilla y precisa. La interfaz ha sido desarrollada con el programa VEE de Agilent Technologies, y que entre otras tareas se encarga de virtualizar los instrumentos, configurar la medida que se pretende realizar, sincronizar todos los elementos del sistema y gestionar las mediciones de los instrumentos implantados. Para completar la instalaci贸n ha sido implementado un software de post-procesado basado en m茅todos num茅ricos que procesan los campos medidos en situaci贸n de campo cercano y obtienen la transformaci贸n a campo lejano. Para llevar a cabo estos procesos matem谩ticos se ha hecho uso de los lenguajes de programaci贸n Matlab y Fortran, que facilitan el trabajo a la hora de trabajar con grandes matrices de datos. Los algoritmos son ejecutados a trav茅s de una interfaz gr谩fica desarrollada en Java y que gestiona la visualizaci贸n de resultados. Utilizando la interfaz es posible visualizar el patr贸n de radiaci贸n de la antena, directividad, ganancia y par谩metros-S entre otros. La instalaci贸n de medida ha sido verificada con m煤ltiples medidas de una gran variedad de antenas y con diferentes frecuencias de operaci贸n. Los resultados han sido comparados con resultados obtenidos de simulaciones electromagn茅ticas y con los obtenidos de otras c谩maras anecoicas confirmando el correcto funcionamiento de la instalaci贸n. Previa presentaci贸n de este trabajo, la instalaci贸n ha formado parte de un gran proyecto a nivel nacional en la que se ha tenido que caracterizar el patr贸n de radiaci贸n de la antena de un sat茅lite de observaci贸n de la Tierra, demostrando que la instalaci贸n desarrollada e implantada se encuentra en situaci贸n de llevar a cabo mediciones para los proyectos m谩s sofisticados
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