Estudo da variação da periodicidade e do acoplamento entre superfícies seletivas de frequência com elementos fractais e helicoidais em estruturas de multicamadas - Trindade, José Idifranse Aguiar (2015)
Este trabalho tem como objetivo investigar o comportamento de elementos fractais e elementos helicoidais em estruturas planares de microfita. Em particular, as superfícies seletivas de frequência (FSS) tiveram seus elementos convencionais alterados para formatos fractais e para o formato helicoidal. O substrato dielétrico usado é de fibra de vidro (FR-4) e tem espessura de 1,5 mm, permissividade elétrica relativa de 4,4 e tangente de perdas igual a 0,02. Para as FSS, adotou-se a geometria fractal pentagonal de Dürer e a geometria helicoidal. Para efetuar as medições, foram utilizadas duas antenas cornetas em visada direta, conectadas por cabo coaxial a um analisador de redes vetorial. Alguns protótipos foram selecionados para fabricação e medição. A partir dos resultados preliminares obtidos, objetivou-se encontrar aplicações práticas para as estruturas a partir do cascateamento entre elas. Para as FSSs com elementos fractais de Dürer, observou-se um comportamento multibanda proporcionado pela geometria fractal, ao mesmo tempo em que a largura de banda se tornou estreita na medida em que o nível de iteração fractal aumentou, tornando-a uma estrutura mais seletiva em frequência, com um maior fator de qualidade. Uma análise paramétrica possibilitou a análise da influência da variação da camada de ar entre elas. As estruturas fractais pentagonais foram consideradas e cascateadas. O cascateamento entre determinadas estruturas pentagonais apresentou um comportamento tri-band para determinados valores da camada de ar entre elas, com aplicações na banda licenciada 2,5 GHz (2,3 ~ 2,7 GHz), e 3,5 GHz (3,3 ~ 3,8 GHz). Para as FSSs com elementos helicoidais, seis estruturas foram consideradas. A partir de resultados preliminares obtidos com a análise isolada das estruturas, o cascateamento entre elas proporcionou o aumento da largura de banda, na medida em que a espessura da camada de ar aumenta. Com a finalidade de encontrar aplicações práticas para as estruturas helicoidais cascateadas, as estruturas propostas foram cascateadas e as mesmas encontraram aplicações na banda-X (8,0 ~ 12,0 GHz), e na banda não licenciada que compreende a faixa de 5,25 a 5,85 GHz. Na caracterização numérica e experimental das estruturas abordadas, utilizou-se, respectivamente, o software comercial Ansoft Designere um analisador de redes vetorial, modelo N5230A da Agilent.