Projeto de Antenas Bioinspiradas em Plantas para Sistemas de Comunicação Sem Fio

Abstract

As soluções biologicamente inspiradas têm despertado o interesse de pesquisadores para soluções de problemas em várias tecnologias. A partir da inspiração na natureza, observação do comportamento e funções realizadas pelos seres vivos (que usam os recursos naturais de forma sustentável e otimizada ao longo de milhões de anos de evolução), várias instituições de renome mundial têm financiado centros de pesquisa para o desenvolvimento da engenharia biologicamente inspirada. Nos últimos anos os conceitos bioinspirados também têm sido usados em projetos de dispositivos de micro-ondas inovadores. A proposta desta pesquisa é verificar o uso de geometrias bioinspiradas em plantas (folhas e flores) para o desenvolvimento de antenas tipo patch e monopolo impresso para aplicação em sistemas de comunicação de quarta geração e de banda ultralarga . As antenas são fabricadas com materiais de baixo custo: laminados de fibra de vidro e tecido jeans. As propriedades ressonantes e de irradiação das antenas bioinspiradas propostas são caracterizadas através de análises numéricas e experimentais. Os resultados obtidos são comparados com aqueles apresentados por antenas patch e monopolo impresso convencionais. Os softwares comerciais Ansoft DesignerTM e HFSS foram usados nas simulações das antenas. Os resultados experimentais foram obtidos através de medição dos protótipos fabricados nos laboratórios do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba, utilizando um analisador de redes vetorial, modelo N5230A-Agilent Technologies. Para as antenas tipo monopolo impresso, o uso da geometria bioinspirada possibilitou um projeto mais compacto com a redução das dimensões das antenas.