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Title: Uso de metamaterial em antenas de microfita com supercondutor
Authors: Moura, Carlos Gomes de
Keywords: Metamaterial;Supercondutividade;Ressoador em Anel;Método de linha de transmissão transversa;Antena de microfita
Issue Date: 6-Feb-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: MOURA, Carlos Gomes de. Uso de metamaterial em antenas de microfita com supercondutor. 2015. 148f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Portuguese Abstract: Os metamateriais tem atraído uma grande atenção nas ultimas décadas, em decorrência de suas propriedades eletromagnéticas não serem encontradas na natureza. Desde que os metamateriais passaram a ser sintetizados através da inserção de inclusões artificialmente fabricadas num meio homogêneo especificado, facilitou ao pesquisador uma larga coleção de parâmetros independentes, como, por exemplo, as propriedades eletromagnéticas do material. Foram realizadas investigações das propriedades dos ressoadores em anel e dos metamateriais. Foi apresentado um estudo das principais teorias que explicam com clareza a supercondutividade. As teorias BCS, Equações de London e modelo dos Dois Fluidos são as teorias que dão suporte a aplicação dos supercondutores nas antenas de microfita. Assim, esta Tese de Doutorado apresenta uma análise teórica, numérico-computacional e experimental, utilizando o formalismo de onda completa, através da aplicação do método da Linha de Transmissão Transversa – LTT, aplicado no Domínio da Transformada de Fourier (FTD). O LTT é um método de onda completa, que tem como regra a obtenção dos campos eletromagnéticos em termos dos componentes transversais à estrutura. A inclusão do patch supercondutor é feita utilizando-se a condição de contorno complexa resistiva. São obtidos resultados da freqüência de ressonância em função dos parâmetros da antena. Para validação das análises foram elaborados programas computacionais na linguagem Fortran, simulações no software comercial, sendo as curvas traçadas no software comercial e no software Matlab, além de se comparar o patch convencional com o supercondutor e depois se comparar um substrato metamaterial com um convencional, juntando o substrato com o patch, verificando o que melhora em ambos os quesitos, demonstrando a utilização prática destas estruturas em antenas fabricadas em laboratório.
Abstract: Metamaterials have attracted great attention in recent decades, due to their electromagnetic properties which are not found in nature. Since metamaterials are now synthesized by the insertion of artificially manufactured inclusions in a specified homogeneous medium, it became possible for the researcher to work with a wide collection of independent parameters, for example, the electromagnetic properties of the material. An investigation of the properties of ring resonators was performed as well as those of metamaterials. A study of the major theories that clearly explain superconductivity was presented. The BCS theory, London Equations and the Two-Fluid Model are theories that support the application of superconducting microstrip antennas. Therefore, this thesis presents theoretical, numerical and experimental-computational analysis using full-wave formalism, through the application of the Transverse Transmission Line – LTT method applied in the Fourier Transform Domain (FTD). The LTT is a full wave method, which, as a rule, obtains the electromagnetic fields in terms of the transverse components of the structure. The inclusion of the superconducting patch is performed using the complex resistive boundary condition. Results of resonant frequency as a function of antenna parameters are obtained. To validate the analysis, computer programs were developed using Fortran, simulations were created using the commercial software, with curves being drawn using commercial software and MATLAB, in addition to comparing the conventional patch with the superconductor as well as comparing a metamaterial substrate with a conventional one, joining the substrate with the patch, observing what improves on both cas
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19757
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