Investigação do Uso de Alimentação Assimétrica em Filtros Planares Baseados na Geometria Matrioska

Abstract

Os filtros são utilizados em sistemas de comunicação com a função de selecionar frequências, atenuando-as ou não. Pesquisas recentes, com foco na miniaturização, baixo custo e aplicação nas comunicações sem fio, requerem o desenvolvimento de novas configurações de filtros. No grupo de telecomunicações e eletromagnetismo aplicado (GTEMA), do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), foi proposta uma geometria baseada nas bonecas russas matrioska que vem sendo aplicada para a confecção de filtros planares. Pesquisas anteriores aplicaram a geometria matrioska em filtros planares com alimentações simétricas. Nesta dissertação, investiga-se o seu uso em filtros planares com alimentações assimétricas. Inicialmente, discorre-se sobre a teoria da geometria matrioska e sua variante aberta aplicada a filtros planares com alimentações simétricas. As equações disponíveis na literatura para o cálculo das frequências de ressonância desses filtros com alimentações simétricas são apresentadas e validadas. É realizada a análise dos filtros matrioska com alimentações assimétricas, onde se constata que é possível controlar as frequências de ressonância isoladamente ou em conjunto, a depender da parametrização utilizada. Nesse controle, em algumas parametrizações, observam-se impactos na atenuação livre e BW. Para os filtros com dois anéis matrioska em cascata, com dois anéis concêntricos cada, análises constataram que é possível controlar a sua atenuação livre, por meio de alterações no posicionamento ou dimensão do trecho de linha de transmissão entre os anéis matrioska em cascata. Foram fabricados cinco filtros com alimentações assimétricas, dois deles com um anel do tipo C e três com geometria matrioska aberta. Constatouse que os filtros com geometria matrioska aberta e com alimentações assimétricas fabricados, em seu conjunto, possuem como vantagens, com relação aos com alimentações simétricas, dos quais são derivados, a miniaturização e uma BW maior. Além disso, possuem como desvantagem a atenuação livre menor, contornável para os filtros com um anel matrioska com dois anéis concêntricos por meio da adição de mais um ressonador em cascata.