Análise e Simulação de Filtros de Microfita Utilizando o Método FDTD

Abstract

Esta Dissertação descreve a aplicação do método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD  Finite Difference Time Domain) para a análise de filtros fabricados em linhas de microfita para a faixa de micro-ondas. O método FDTD 3-D, desenvolvido em linguagem C, implementa condições de contorno com o uso da técnica PML (Perfect Matched Layer), permitindo a determinação numérica dos campos eletromagnéticos com uma menor interferência das reflexões indesejáveis nos limites da malha FDTD. A fim de comparar os resultados obtidos com o método FDTD, o software comercial Ansoft DesignerTM também é usado para simulação dos filtros abordados. Cinco protótipos foram construídos e caracterizados experimentalmente com o uso de um analisador de redes vetorial, Agilent N5230A. Estes resultados numéricos e experimentais são usados para a comparação do método FDTD 3-D desenvolvido. O método FDTD foi aplicado para análise de um filtro passa-baixa em linha de microfita, de filtros DGS (Defected Ground Structure) unitários e periódicos e de um filtro spur-line. Os resultados de simulação foram concordantes com os experimentos realizados com um erro máximo de 4,8% para os filtros abordados. Através de variações na malha FDTD, uma análise de desempenho do método FDTD foi realizada em termos de precisão e esforço computacional.