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

dc.contributor.advisorSilva, José Patrocínio da
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5753289728835624pt_BR
dc.contributor.authorLima, Adelson Menezes
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5027012430953926pt_BR
dc.contributor.referees1Campos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1982228057731254pt_BR
dc.contributor.referees2Sena, Francisco das Chagas Barbosa de
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0166555495027599pt_BR
dc.contributor.referees3Andrade, Humberto Dionísio de
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1253785596446469pt_BR
dc.contributor.referees4Sousa Júnior, Vicente Ângelo de
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/6358312955522220pt_BR
dc.date.accessioned2021-02-12T18:33:26Z
dc.date.available2021-02-12T18:33:26Z
dc.date.issued2020-10-23
dc.description.abstractObtaining and integrating solutions for technologies in the area of telecommunications has led researchers to investigate various materials, such as metamaterials in the construction of microwave circuits. Due to the ease of construction, microstrip antennas have used these materials that are not found in nature, as they have the possibility to manipulate their electromagnetic properties, making them interesting for the performance of antennas and various applications. In this context, the present work presents metamaterial cells and configurations in the form of periodic arrangements, immersed in the dielectric material, for the construction of the microstrip antennas. The analyzed antennas were designed for the operating frequency of 5.8 GHz. Simulations with the HFSS® software that uses the Finite Element method, were performed to analyze the electromagnetic characteristics of the cell and the parameters of the antennas, and thus investigating the influence of the arrangements in two case studies. Numerical results showed that the cell under study has a strong influence on the magnetic permeability in the metamaterial cell at the desired frequency. In the first case, there was a greater bandwidth and better impedance matching. In the second case, despite obtaining greater bandwidth, there was a decrease in the resonance frequency and a change in the impedance matching when the cells were rotated. To validate the results, prototypes were built for the first case under analysis and the measured results were compared to those obtained numerically, in which both showed good agreement. In the second study, only simulated results were obtained, considering the angle of rotation of the cells, ranging from 0 to 90 degrees with intervals of 15 degrees. For all the studied structures, the parameters the parameters analyzed were the reflection coefficient in dB (S11), bandwidth, polar and rectangular Smith chart, radiation diagram (2D and 3D), gain, Cross Polarization and Co-Polarization, as well such as the distribution of the electric field and the density of surface current.pt_BR
dc.description.resumoA 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.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationLIMA, Adelson Menezes. Aplicação de Células Metamateriais CLL ao projeto de antenas de microfita retangulares. 2020. 112f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31521
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAntenas de microfitapt_BR
dc.subjectCélulaspt_BR
dc.subjectMetamaterialpt_BR
dc.subjectRotaçãopt_BR
dc.subjectSubstratopt_BR
dc.titleAplicação de Células Metamateriais CLL ao projeto de antenas de microfita retangularespt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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