Inclusão de quadripólos concentrados em simulação eletromagnética por elementos finitos no domínio do tempo

Abstract

Resumo: Esta dissertação trata da simulação de um amplificador de microondas através do método numérico de análise eletromagnética por elementos finitos no domínio do tempo. O transistor sobre o qual é construído o amplificador é modelado matematicamente a partir de seu circuito equivalente com parâmetros concentrados. Dois modelos matemáticos do transistor são desenvolvidos e incluídos no método FETD (Finite Element Time Domain). O primeiro modelo corresponde à operação do transistor próximo ao seu ponto de polarização e é um modelo linear e seus resultados são analisados através dos parâmetros de pequenos sinais do amplificador de microondas. O segundo modelo emprega os pesos de uma rede neural artificial para incluir no modelo linear o comportamento não linear do transistor, sendo validado através da análise das componentes harmônicas do sinal de saída em função do sinal de entrada. Os resultados são comparados com outros métodos numéricos para fins de validação. Os resultados no modelo linear convergiram para o esperado enquanto que o modelo não linear necessita de aprimoramento

This work concerns with the simulation of a microwave amplifier using the FETD (Finite Element Time Domain) method. The transistor used to construct the amplifier is mathematically modeled based on its lumped element equivalent circuit. Two models were developed and included in FETD method. The first one applies to the linear operation of the transistor near to the bias point. The model is linear and the results are analyzed by means of microwave amplifier small signal parameters. The second model uses an artificial neural network structure to take into account the nonlinear behavior of the transistor. Harmonic components are used to analyze the results by comparison with another numerical method presented in the literature. The linear model presents the expected results but the nonlinear model, however, needs to be improved