Antenas de Microfita Fractais Quadrangulares para Aplicação em Comunicações Sem Fio

Abstract

Os projetos de antenas de microfita compactas de banda larga e multibanda, apresentados nesta dissertação, foram desenvolvidos com a aplicação da geometria dos fractais quadrangulares às antenas do tipo patch e monopolo impresso. Os fractais quadrangulares propostos constituem uma classe nova de figuras geométricas planas, geradas no software MATLAB®, a partir da implementação do sistema de Lindenmayer em conjunto com uma transformação conforme no plano de Argand Gauss. Essas figuras receberam a denominação de fractais quadrangulares por apresentarem as mesmas características dos fractais definidos por Benoit Mandelbrot, tais como, autossimilaridade e preenchimento de espaço. A alimentação das antenas do tipo patch com fractais quadrangulares foi feita por linha de microfita, com aplicação da técnica de casamento de impedâncias que utiliza um transformador de quarto de onda. Para o casamento de impedâncias das antenas de microfita do tipo monopolo impresso foi empregada a técnica de inserção de fenda (slit) no plano de terra truncado. Os resultados simulados das antenas foram obtidos com o uso do software ANSYS Designer™ e comparados com os resultados medidos em um VNA (analisador de redes vetorial, modelos N5230A e/ou E5071C). A caracterização matemática dos fractais quadrangulares propostos, bem como o processamento de geração de imagens em programas CAD (Computer Aided Design), aprimoraram a metodologia adotada nas etapas do projeto, análise e fabricação das antenas abordadas. Aplicadas em conjunto, as ferramentas desenvolvidas nesta dissertação viabilizaram o aprimoramento das antenas de microfita do tipo patch e monopolo impresso, para aplicações em sistemas de comunicações sem fio nas faixas de frequências correspondentes às bandas de: 2,4 GHz; 2,5 GHz; 3,5 GHz; 5,25 GHz.