PROJETO DE ANTENAS E SUPERFÍCIES SELETIVAS DE FREQUÊNCIA A PARTIR DE TRANSFORMAÇÕES POLARES

Abstract

Desde os primórdios da civilização humana, o homem desenvolve diferentes formas e meios de se comunicar. O fim do século XX e início do século XXI foi marcado pela evolução das comunicações sem fio. Hoje em dia, as vidas econômicas, sociais e cotidianas das pessoas estão diretamente conectadas, dependentes e modificadas com o surgimento de novas tecnologias sem fio, sendo a antena um dos principais dispositivos dessas tecnologias sem fio. Esse documento descreve o projeto de antenas, arranjos de antenas e superfícies seletivas de frequência por meio de transformações polares. As transformações geométricas obtidas a partir de funções polares assemelham-se de certa forma aos fractais nos seguintes aspectos: sua definição matemática é simples; o processo de geração de uma figura polar é iterativo; e conforme o número de iterações aumenta, o perímetro de um elemento polar aumenta, enquanto sua área total ocupada permanece constante. O uso das transformações polares no projeto de antenas e superfícies seletivas de frequência (FSS) possibilita o desenvolvimento de dispositivos decorativos e camuflados. Os arranjos de antena patch foram construídos com elementos dissimilares agrupados nas configurações de arranjo unidimensional com elementos 1 x 2 e 1 x 4. A fim de aumentar a largura de banda dos arranjos para cobrir a banda 2,400-2,483 GHz requerida em aplicações IEEE802.11b, g, os valores dos raios dos elementos patch dissimilares foram escolhidos para obter frequências ressonantes ligeiramente deslocadas. As simulações foram realizadas com o software comercial ANSYS® Designer™, e os resultados comparados com resultados experimentais, observando-se uma boa concordância entre os mesmos. Os arranjos dissimilares propostos apresentaram uma largura de banda de impedância maior que a de projeto de 83,5 MHz. Propriedades de irradiação apresentadas endereçado pelo arranjo 1 x 2 foram combinadas para sintetizar o diagrama de ganho através de configuração do arranjo 1 x 4. Outro dispositivo desenvolvimento foram as superfícies seletivas de frequência a partir de transformações polares inclusive uma FSS dual-band operando nas faixas das redes locais sem fio nas frequências de 2.45 GHz e 5.8 GHz.