Caracterização de compósitos dielétricos utilizados em radomes de banda larga

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Andrade, Filipe de Oliveira
• Orientador(a): Magri, Vanessa Przybylski Ribeiro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal Fluminense (UFF)
• Palavras-chave em Português: Guerra eletrônica; Permissividade complexa; Material dielétrico
• Link de acesso: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846310

Esta dissertação versa sobre a aplicação de materiais dielétricos compostos em radomes para sistemas de radiofrequência com banda larga. São abordadas técnicas de caracterização eletromagnética e de simulação de materiais dielétricos sob a forma de materiais compostos laminares, não-uniformes e não-homogêneos, para fundamentar uma posterior análise de efeitos causados por radomes dielétricos no desempenho da antena. Na primeira etapa do trabalho é realizada a extração das propriedades dielétricas dos materiais a partir de medidas experimentais dos parâmetros de espalhamento de amostras em linhas de transmissão guiadas. É implementado um algoritmo a partir de método da literatura científica e os resultados são comparados com os de um software comercial. Em seguida, são realizadas simulações eletromagnéticas (EM) 3D dos materiais compósitos dielétricos no pacote Ansoft HFSS, baseado no método dos elementos finitos. Opta-se pela aproximação dos compósitos por materiais dielétricos uniformes e homogêneos. Partindo da simulação das amostras de materiais na configuração de medida experimental em linhas de transmissão, por meio de comparação dos resultados com as medições da primeira etapa, é possível validar a metodologia de simulação dos compósitos. Após a validação da metodologia de simulação do material compósito, prossegue-se para simulações exploratórias de estruturas de radomes, visando à avaliação do seu impacto no desempenho do conjunto antena-radome. São analisados os valores da perda de retorno, do ganho e da largura de feixe de uma antena corneta em função dos seguintes parâmetros de projeto do radome: espessura, curvatura, distância até antena e propriedades constitutivas eletromagnéticas do material. O padrão de radiação e a perda de retorno da antena corneta são obtidos pela simulação EM 3D, fornecendo informações para otimizar o desempenho das antenas na presença de radomes dielétricos. É mostrado que a perda de retorno da antena corneta na banda X é alterada de forma significativa em função da constante dielétrica e espessura do radome, de modo que esses parâmetros devem ser escolhidos em função da frequência de operação e outras características da antena. Os valores do ganho e da largura de feixe da antena também são alterados pela presença do radome, apresentando variações menores que 2dB e 5,7°, respectivamente.