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Título: Análise e desenvolvimento de novas configurações de antenas, filtros e superfícies seletivas de frequência não-uniformes e reconfiguráveis pelo método WCIP generalizado
Autor(es): Silva Neto, Valdemir Praxedes da
Palavras-chave: Ondas eletromagnéticas;Wave Concept Iterative Procedure (WCIP);Antenas de planares;Filtros;Superfícies seletivas de frequência;FSS;Circuitos de micro-ondas
Data do documento: 29-Abr-2016
Referência: SILVA NETO, Valdemir Praxedes da. Análise e desenvolvimento de novas configurações de antenas, filtros e superfícies seletivas de frequência não-uniformes e reconfiguráveis pelo método WCIP generalizado. 2016. 114f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Abstract: The modern communications systems require devices with high operating performance. For the supply of this demand, it is essential to develop new devices that are lightweight, low cost, showing ease of construction and ability to integrate with other circuits that make up the system completely. Thus, new configurations of integrated microwave circuits increasingly attract the attention of researchers, the good performance in the integration and prototyping of transmitting and receiving wireless signals systems. This paper proposes and details the application of a numerical technique, consisting of a full-wave formulation, based on the concept of electromagnetic waves and the principle of reflection and wave transmission circuit in the interface: Wave Concept Iterative Procedure (WCIP). The method Wave Concept Iterative Procedure (WCIP) or waves iterative method is presented as a tool with high precision in planar circuits study microwave. New configurations are proposed antenna structures, filters, and frequency selective surfaces. For antennas, antennas are presented with random fractal patch in traditional settings and how monopole, response analysis are performed in frequency of such printed antennas in different dielectric substrate, including textiles. Results for resonance frequency, bandwidth, return loss and radiation pattern were obtained and discussed. Two planar filter settings were presented. Their synthesis and characterization of the frequency response were presented and carried out by applying the method WCIP. Results for its frequency response are shown. FSS different settings are presented in this thesis, such as: FSS with fractal elements, reconguráveis and FSS based on non-uniform arrangement of elements. Some prototypes of the devices proposed in this thesis were built and the experimental results showed the mathematical model presented. The results were also compared with the Ansoft HFSS simulation results, it was observed a good correlation between them.
Resumo: Os sistemas modernos de comunicações demandam dispositivos com elevado desempenho de operação. Para o atendimento dessa demanda, torna-se essencial o desenvolvimento de novos dispositivos que sejam leves, de baixo custo, que apresentem facilidade de construção e capacidade de integração com outros circuitos que integram o sistema por completo. Desta forma, novas configurações de circuitos integrados de micro-ondas atraem cada vez mais a atenção dos pesquisadores, pelo bom desempenho na integração e prototipagem de sistemas de transmissão e recepção de sinais sem fio. Este trabalho propõe e detalha a aplicação de uma técnica numérica, constituída por uma formulação de onda completa, baseada no conceito de ondas eletromagnéticas e no princípio da reflexão e transmissão de ondas na interface do circuito: Wave Concept Iterative Procedurte (WCIP). O método Wave Concept Iterative Procedure (WCIP), ou método iterativo das ondas é apresentado como uma ferramenta com alto grau de precisão no estudo de circuitos planares de micro-ondas. São propostas novas configurações de estruturas de antenas, filtros e superfícies seletivas de frequência. Para antenas, são apresentadas antenas com patch fractal aleatório, nas configurações tradicionais e como monopolo. São realizadas análise da resposta em frequência dessas antenas impressas em diferentes substrato dielétricos, dentre eles materiais têxteis. Foram obtidos e discutidos resultados para frequência de ressonância, largura de banda, perda de retorno e diagrama de radiação. Foram investigadas duas configurações de filtros planares. Suas sínteses e caracterização da resposta em frequência foram apresentadas e realizadas por meio da aplicação do método WCIP. São mostrados os resultados para sua resposta em frequência. Nesta tese, são analisadas diferentes configurações de FSS, tais como: FSS com elementos fractais, reconguráveis e FSS baseadas em arranjos não uniformes de elementos. Alguns protótipos dos dispositivos propostos foram construídos e os resultados experimentais comprovaram o modelo matemático apresentado. Os resultados obtidos também foram comparados com os resultados simulados pelo Ansoft HFSS, tendo sido observada uma boa concordância entre eles.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21804
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