Otimização de antenas Vivaldi antipodais com estruturas RSIW.
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| Data de Publicação: | 2024 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
| Texto Completo: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41092 |
Resumo: | Este trabalho descreve o desenvolvimento, otimização e análise de antenas Vivaldi antipodais utilizando a estrutura RSIW (Ridge Substrate Integrated Waveguide) para possíveis aplicações na área de geração de imagens por micro-ondas. A estrutura em questão é composta por vias metálicas e postes cilíndricos metálicos de altura reduzida inseridos no dielétrico. As simulações foram realizadas utilizando o software ANSYS® Electronics Desktop, integrado à linguagem de programação Python. A otimização do projeto foi conduzida por meio de algoritmos genéticos (GA), visando alcançar o projeto com o melhor desempenho. O desempenho é aprimorado quando fendas são inseridas no elemento irradiante. A antena proposta foi projetada para uma frequência de ressonância de 4 GHz e foi fabricada em FR4 (εr=4,4 e tanδ=0,02). A antena é comparada a uma antena Vivaldi antipodal (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) alimentada por SIW (Substrate Integrated Waveguide). A estrutura proposta teve a otimização da largura de banda de 4,09 GHz, um aumento de ganho de 1,41 dB e uma redução na largura de feixe de meia potência de 10°. Os resultados medidos mostram uma boa concordância com as simulações, validando o procedimento de projeto. |
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Otimização de antenas Vivaldi antipodais com estruturas RSIW.Optimization of antipodal Vivaldi antennas with RSIW structures.Antenas Vivaldi antipodaisMicro-ondasBanda largaGuias de ondas integrados ao substratoAntipodal Vivaldi antennasMicrowaveBroadbandSubstrate-integrated waveguidesEngenharia Elétrica.Este trabalho descreve o desenvolvimento, otimização e análise de antenas Vivaldi antipodais utilizando a estrutura RSIW (Ridge Substrate Integrated Waveguide) para possíveis aplicações na área de geração de imagens por micro-ondas. A estrutura em questão é composta por vias metálicas e postes cilíndricos metálicos de altura reduzida inseridos no dielétrico. As simulações foram realizadas utilizando o software ANSYS® Electronics Desktop, integrado à linguagem de programação Python. A otimização do projeto foi conduzida por meio de algoritmos genéticos (GA), visando alcançar o projeto com o melhor desempenho. O desempenho é aprimorado quando fendas são inseridas no elemento irradiante. A antena proposta foi projetada para uma frequência de ressonância de 4 GHz e foi fabricada em FR4 (εr=4,4 e tanδ=0,02). A antena é comparada a uma antena Vivaldi antipodal (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) alimentada por SIW (Substrate Integrated Waveguide). A estrutura proposta teve a otimização da largura de banda de 4,09 GHz, um aumento de ganho de 1,41 dB e uma redução na largura de feixe de meia potência de 10°. Os resultados medidos mostram uma boa concordância com as simulações, validando o procedimento de projeto.This work describes the development, optimization, and analysis of antipodal Vivaldi antennas using the RSIW (Ridge Substrate Integrated Waveguide) structure for potential microwave imaging applications. The structure consists of metallic-vias and cylindrical metallic posts with reduced height inserted into the dielectric. Simulations were performed using the ANSYS® Electronics Desktop software, integrated with Python programming language. The design optimization was carried out through genetic algorithms (GA) to achieve the best performing design. Performance is enhanced when slots are inserted into the radiating element. The proposed antenna was designed for a resonance frequency of 4 GHz and fabricated using FR4 (εr=4.4 and tanδ=0.02). The antenna is compared to an antipodal Vivaldi antenna (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) fed by SIW (Substrate Integrated Waveguide). The proposed structure achieved a bandwidth optimization of 4.09 GHz, a gain increase of 1.41 dB, and a reduction in the half-power beamwidth by 10°. The measured results show a good agreement with the simulations, validating the design procedure.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGSERRES, Alexandre Jean René.SERRES, Alexandre Jean René.http://lattes.cnpq.br/5988817460788034HERBSTER, Adolfo Fernandes.HERBSTER, A. F.http://lattes.cnpq.br/2028782512453979FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.QUEIROZ, Wamberto José Lira de.NETO, Alfredo Gomes.D'ASSUNÇÃO , Adaildo Gomes.CARNEIRO, Priscilla Kadja Pontes de Melo.2024-12-202025-03-17T13:45:51Z2025-03-172025-03-17T13:45:51Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41092CARNEIRO, Priscilla Kadja Pontes de Melo. Otimização de antenas Vivaldi antipodais com estruturas RSIW. 2025. 84 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-11-18T07:17:11Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/41092Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:17:11Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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