Aplicação de Células Metamateriais CLL ao projeto de antenas de microfita retangulares

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lima, Adelson Menezes
• Orientador(a): Silva, José Patrocínio da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Antenas de microfita; Células; Metamaterial; Rotação; Substrato
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31521

A obtenção e integração de soluções para aplicações tecnológicas na área de telecomunicações têm levado pesquisadores a investigarem diversos tipos de materiais, com destaque neste trabalho para o caso dos metamateriais na construção de circuitos de microondas. Por outro lado, devido à facilidade de construção, as antenas de microfita têm utilizado metamateriais que são obtidos artificialmente por possibilitar alterações nas suas propriedades eletromagnéticas. Nesse contexto, o presente trabalho propõe uma célula metamaterial para o desenvolvimento de configurações de arranjos periódicos imersos no substrato dielétrico de antenas de microfita. As antenas analisadas foram projetadas para a frequência de operação de 5,8 GHz. Simulações com o software HFSS® que utiliza Elementos Finitos como método numérico, foram realizadas para analisar as características eletromagnéticas da célula e os parâmetros das antenas, investigando assim a influência dos arranjos em dois estudos de caso. Resultados numéricos, demonstraram que a célula em estudo possui uma forte influência sobre a permeabilidade magnética na célula metamaterial para a frequência desejada. O primeiro estudo de caso apresentou maior largura de banda e melhor casamento de impedância. No segundo, apesar da obtenção de maior largura de banda, constatou-se diminuição da frequência de ressonância, e alteração no casamento de impedância quando as células foram rotacionadas. Para validar os resultados, protótipos foram construídos para o primeiro caso em análise e os resultados medidos foram comparados aos obtidos numericamente, em que ambos apresentaram boa concordância. No segundo estudo, foram obtidos apenas resultados simulados, considerando o ângulo de rotação das células, variando entre 0 à 90 graus com intervalos de 15 graus. Para todas as estruturas estudadas, os parâmetros analisados foram o coeficiente de reflexão em dB (S11), largura de banda, carta de Smith polar e retangular, diagrama de radiação (2D e 3D), ganho, Polarização Cruzada e Co-Polarização, assim como a distribuição do campo elétrico e a densidade de corrente superficial.