Caracterização dielétrica de metamateriais para aplicações em dispositivos absorvedores de radiação eletro-magnética

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Matias, Marcelo da Silva
• Orientador(a): Santos, José Carlos Araujo dos, Saunders Filho, Cláudio Augusto Barreto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Militar de Engenharia (IME)
• Palavras-chave em Português: Caracterização dielétrica; Materiais absorvedores; Metamateriais
• Link de acesso: http://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/844634

Com o advento dos metamateriais, inúmeras inovações na área do eletromagnetismo passaram a ser observadas, como a construção de dispositivos que possuem permissividade ou permeabilidade negativa, ou mesmo dispositivos que possuem ambas negativas. As pesquisas de metamateriais ainda são recentes e poucos são os trabalhos que tratam sobre a metodologia de caracterização dielétrica desses dispositivos. Estudos sobre absorvedores, metamateriais e sua caracterização têm recebido sensível importância por parte das indústrias de defesa, empresas de material militar e institutos de pesquisas e desenvolvimento, posto que os metamateriais têm substituído diversos materiais naturais em vasta gama de aplicações de dispositivos de micro-ondas. Este trabalho apresenta um estudo sobre a caracterização de metamateriais absorvedores de radiação eletromagnética. Inicialmente, uma análise detalhada sobre os métodos de caracterização eletromagnética e as suas principais características é realizada. Durante o pro cesso de coletânea dos métodos de caracterização dielétrica, as características das amostras a serem medidas, as peculiaridades da calibração e montagem de dispositivos de medidas são exploradas de forma a se criar uma metodologia de determinação de qual é o método mais adequado para medir-se uma amostra disponível. De maneira inversa, também são discutidas quais seriam as amostras que poderiam ser medidas com um dispositivo de medidas já adquirido em determinado laboratório. Algoritmos de conversão de parâmetros de espalhamento em permissividade e permeabilidade são apresentados com o objetivo de facilitar a compreensão dessa fundamental atividade do processo de caracterização dos metamateriais. Como complemento, os métodos da linha de transmissão e do espaço livre têm sua fundamentação teórica apresentada de forma a possibilitar a determinação dos tensores de permissividade e de permeabilidade de amostras anisotrópicas. Finalmente, a caracterização dielétrica de absorvedores é implementada empregando a teoria desenvolvida, de forma a buscar obter-se as propriedades das amostras de absorve- dores naturais e de absorvedores baseados em metamateriais disponíveis. Os absorvedores naturais apresentaram valores positivos para a permissividade elétrica real e imaginária medidas. A amostra de metamaterial caracterizada apresentou permissividade negativa. To dos os absorvedores medidos são não magnéticos, posto que apresentaram permeabilidade magnética igual a um, com permeabilidade imaginária nula. Embora tenham sido empregados métodos para a determinação de tensores das amostras medidas, nenhuma delas apresentou anisotropia. Ambas as medidas foram realizadas na faixa de 8,2 a 12,4 GHz.