@MastersThesis{Teixeira:2021:MoSiCo,
author = "Teixeira, Andr{\'e} Ferreira",
title = "Modelagem e simula{\c{c}}{\~a}o computacional de linhas
giromagn{\'e}ticas compactas para aplica{\c{c}}{\~a}o em
sistemas espaciais embarcados",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2021",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2021-05-26",
keywords = "linha de transmiss{\~a}o n{\~a}o linear giromagn{\'e}tica,
gera{\c{c}}{\~a}o de RF, sele{\c{c}}{\~a}o de materiais,
{\'{\i}}m{\~a}s permanentes, simula{\c{c}}{\~o}es
eletromagn{\'e}ticas, gyromagnetic non-linear transmission line,
RF generation, selection of materials, permanent magnets,
electromagnetic simulations.",
abstract = "Linhas de transmiss{\~a}o n{\~a}o lineares (LTNLs) constituem
uma nova t{\'e}cnica para gera{\c{c}}{\~a}o de
radiofrequ{\^e}ncia (RF). Uma LTNL utilizando ferritas, conhecida
como linha de transmiss{\~a}o n{\~a}o linear giromagn{\'e}tica
(LTNLG), usa um solenoide para fornecer uma
polariza{\c{c}}{\~a}o magn{\'e}tica axial externa. Em
aplica{\c{c}}{\~o}es espaciais, especificamente em
sat{\'e}lites, a substitui{\c{c}}{\~a}o desses solenoides por
{\'{\i}}m{\~a}s permanentes {\'e} desej{\'a}vel, eliminando a
necessidade de uma fonte DC e reduzindo-se o peso e o custo
efetivo do lan{\c{c}}amento. Este trabalho investigou e
selecionou {\'{\i}}m{\~a}s permanentes para esta
aplica{\c{c}}{\~a}o e, em seguida, modelou computacionalmente o
conjunto de {\'{\i}}m{\~a}s para analisar o campo
magn{\'e}tico resultante gerado e obteve uma regi{\~a}o de campo
uniforme para atender {\`a}s especifica{\c{c}}{\~o}es
operacionais de LTNL. Para isso, empregaram-se cartas de
sele{\c{c}}{\~a}o de materiais para a escolha adequada do
material a ser utilizado em um arranjo de im{\~a}s simulados pelo
programa eletromagn{\'e}tico CST Microwave Studio. Al{\'e}m
disso, realizando-se simula{\c{c}}{\~o}es para
valida{\c{c}}{\~o}es em tais metodologias obt{\^e}m-se campos
magn{\'e}ticos axiais uniformes utilizando {\'{\i}}m{\~a}s
permanentes. Campos magn{\'e}ticos com varia{\c{c}}{\~o}es de
uniformidade inferiores a 6,0%, 23,0% e 29,0% em regi{\~o}es com
extens{\~a}o de 18,5 cm, 26,5 cm e 58,8 cm, correspondentes a
comprimentos de linha de 26,6 cm, 30,0 cm e 68,0 cm,
respectivamente, foram obtidos nas simula{\c{c}}{\~o}es.
Al{\'e}m disso, foram modeladas e simuladas LTNLGs coaxiais e de
fita, para o estudo e investiga{\c{c}}{\~a}o da influ{\^e}ncia
de par{\^a}metros como constante de amortecimento da
precess{\~a}o, magnetiza{\c{c}}{\~a}o na satura{\c{c}}{\~a}o,
campo magn{\'e}tico axial externo, tipo de material e geometria
da linha, na gera{\c{c}}{\~a}o de RF no sinal de sa{\'{\i}}da
da linha. Os resultados foram compat{\'{\i}}veis com encontrados
na literatura, sem gerar RF em altas frequ{\^e}ncias nas bandas S
e C, mas em 400 MHz. ABSTRACT: Nonlinear Transmission Lines
(NLTLs) are a new technique for radio frequency (RF) generation. A
loaded ferrite NLTL, known as a gyromagnetic line, uses a solenoid
to provide an external magnetic bias. In space applications,
specifically in satellites, the replacement of these solenoids by
permanent magnets is desirable, eliminating the need for a DC
source and reducing the launch's weight and effective cost. This
work investigated and selected permanent magnets in this
application and then computationally modeled the magnet assembly
to analyze the resulting magnetic field generated and obtained a
uniform field region to meet the NLTL operating specifications.
For this, we employed selection charts for the proper choice of
material to use in an arrangement of magnets simulated by the
electromagnetic software CST Microwave Studio, performing
simulations for validations in such methodologies obtains uniform
axial magnetic fields using magnets permanent. Magnetic fields
with uniformity variations of less than 6.0%, 23.0%, and 29.0% in
regions extended over 18.5 cm, 26.5 cm, and 58.8 cm, corresponding
to line lengths of 26.6 cm, 30.0 cm, and 68.0 cm, respectively,
were achieved in simulations. Besides, coaxial and strip-line
LTNLs were modeled and simulated to study and investigate the
influence of parameters such as precession damping constant,
saturation magnetization, external axial magnetic field, type of
material, and line geometry, in the generation of RF on the output
line signal. The results were compatible with those found in the
literature, without generating RF at high frequencies in the S and
C bands, generation at 400 MHz has been demonstrated.",
committee = "Santos, Walter Abrah{\~a}o dos (presidente) and Rossi, Jos{\'e}
Osvaldo (orientador) and Castro, Joaquim Jos{\'e} Barroso de
(orientador) and Rangel, Elizete Gon{\c{c}}alves Lopes and Silva
Neto, Lauro Paulo da",
englishtitle = "Computational modeling and simulation of compact gyromagnetic
lines for application in embedded space systems",
language = "pt",
pages = "76",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/44PG33B",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/44PG33B",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "10 maio 2024"
}