Análise das características de radiação de antenas de microfita na faixa de 3,5 GHz utilizando ressonadores com geometria Matrioska

Abstract

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados obtidos durante o processo de análise do uso de ressonadores com geometria Matrioska como DGS (Defected Ground Structure) em antenas de microfita. Inicialmente é apresentado o referencial teórico necessário para o entendimento do material desenvolvido neste trabalho, tais como: equações de projeto, conceitos das estruturas caracterizadas e metodologia adotada. Em seguida, é apresentada a análise realizada, sendo dividida em duas etapas: análise numérica e análise experimental. A análise numérica foi feita utilizando o software comercial Ansys HFSS (High-Frequency Structure Simulator), que utiliza o método dos elementos finitos para a solução de estruturas eletromagnéticas. Dessa forma, foram analisados parâmetros importantes das antenas caracterizadas. Em seguida, foram analisados os parâmetros ressonantes das antenas de microfita após a inserção das estruturas DGS em seus planos de terra, resultando em um processo de análise e otimização dos resultados obtidos por meio das simulações. A etapa de análise experimental consistiu em fabricar e caracterizar experimentalmente as estruturas que apresentaram os melhores resultados na etapa de análise numérica. Dessa forma, os resultados obtidos numericamente foram comparados com os resultados obtidos através do processo de análise experimental, observando uma boa concordância entre as duas metodologias, validando as estruturas projetadas. Os resultados obtidos e apresentados nesta dissertação mostram que a inserção da geometria Matrioska como DGS pode contribuir com a diminuição da frequência de ressonância dos dois primeiros modos ressonantes das antenas onde elas são inseridas, obtendo uma redução de até 37,8% em algumas estruturas. Além disso, em alguns cenários analisados houve também o aumento da largura de banda.