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Title: Análise do acoplamento de estruturas fractais em antenas monopolo multi-banda para comunicação sem fio
Authors: Barreto, Edwin Luize Ferreira
Keywords: Antena de microfita;Remoção parcial do plano de terra;Polarização circular;Razão axial;Banda C e banda S;Comunicação sem fio
Issue Date: 18-Nov-2016
Citation: BARRETO, Edwin Luize Ferreira. Análise do acoplamento de estruturas fractais em antenas monopolo multi-banda para comunicação sem fio. 2016. 84f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Portuguese Abstract: Este trabalho tem como objetivo principal realizar o estudo e análise de diferentes antenas planares de microfita, através do emprego de geometrias fractais no patch ressoador e da remoção parcial do plano de terra com acoplamento. Recentes estudos mostram que as variações nas formas geométricas do patch da antena e do plano de terra produzem mudanças na distribuição da densidade de corrente da estrutura e consequentemente nos modos ressonantes e na polarização da antena. No desenvolvimento desta tese, apresenta-se uma nova antena fractal que utiliza a técnica de inserção de fendas e aberturas de forma fractal no plano de terra e também descontinuidades no transformador ¼ de onda na linha de transmissão a fim de aumentar a largura de banda e alcançar comportamentos específicos em aplicações de banda de frequência. Emprega-se o substrato FR-4 com dimensões de 85,0 x 85,0 x 1,57 mm³. Além disso, usam-se diferentes modos de casamento de impedância na linha de alimentação de antena como CPW (Coplanar Wave Guide) e alterações da largura da linha de transmissão, a fim de obter variação na distribuição de corrente e, consequentemente, na largura de banda de resposta por impedância para S11 ≤ -10dB para banda C (3.9 GHz - 6,2 GHz) e banda S (2,0 GHz - 4,0 GHz). Uma análise comparativa de desempenho para a linha de microfita e CPW foi realizada, obtendo-se para alguns casos antenas circularmente polarizadas. Boa concordância foi obtida entre os resultados medidos e simulados.
Abstract: This work has as main objective to carry out the study and analysis of different planar microstrip antenna, by employing fractal geometry in the resonator patch and partial removal of the ground plane with coupling. Recent studies show that variations in geometric shapes of the antenna and the ground plane generate changes in current density distribution of the planar structure and consequently the resonant modes and antenna polarization. In developing this thesis presents a new fractal antenna using the technique of insertion slots and fractal shaped defects (gaps) in the ground plane and discontinuities with ¼ wavelength transformer in the transmission line in order to increase the bandwidth and inserting in the feed line to reach specific behaviors in three frequency bandwidth applications. We used the FR-4 substrate with dimensions of 85.0 x 85.0 x 1.57 mm³. In addition, we used different modes of impedance matching in line antenna feed as CPW (Coplanar Wave Guide), to change the width of the transmission line in order to obtain a variation in the current distribution and hence the response bandwidth impedance to S11 ≤ -10dB for C band (3.9 GHz - 6.2 GHz) and S band (2.0 GHz - 4.0 GHz). A comparative analysis of cases with microstrip line and CPW was made, applications in this frequency range require preferably circularly polarized antennas. Good agreement was obtained between measured and simulated results.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22329
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