Análisis de la propagación electromagnética de una fuente en un medio estratificado no homogéneo aplicando el método SPPS y el de fase estacionaria

Ponente(s): Héctor Oviedo Galdeano, J.A. López-Toledo

Debido a la creciente demanda en los servicios de telecomunicaciones, el estudio de la propagación de ondas electromagnéticas en medios complejos es una parte fundamental para lograr la optimización de los recursos y aumentar las capacidades de los dispositivos. Un claro ejemplo es la introducción de Massive MIMO para 5G. Este trabajo está dedicado al análisis de la propagación de ondas planas generadas por una fuente (dipolo eléctrico vertical) que incide sobre un medio estratificado no homogéneo sin pérdidas. El índice de transmisión y reflexión se calcula utilizando diferentes perfiles. Por medio de las ecuaciones de Maxwell armónicas en el tiempo se obtuvo la ecuación de Helmholtz para cada medio. La ecuación de onda para el medio no homogéneo se resolvió utilizando el método SPPS (Espectral Parameter Power Series), no solamente es un método numérico; por el contrario, ofrece una representación analítica tanto para la ecuación característica del problema como para la solución. El método SPPS se puede aproximar mediante diferentes técnicas numéricas, lo que resulta ser un poderoso método numérico. Las integrales recursivas del SPPS se realizaron empleando la fórmula de Newton-Cotes, mostrando una precisión y velocidad mayores que con otras técnicas de integración. Es fácil de implementar numéricamente. El problema estudiado en este trabajo se analiza en forma bidimensional. La aplicación del método de fase estacionaria compleja a la representación integral del campo eléctrico conduce a fórmulas asintóticas para el campo electromagnético para valores grandes de λ>0. Se obtuvieron resultados para el campo eléctrico, considerando diferentes índices de refracción. Se graficaron en MATLAB 2010b y se observaron tiempos de procesamiento más cortos de lo esperado.