A influência da adição de Bi2O3 nas propriedades dielétricas em micro-ondas da matriz BiCuTi3FeO12 (BCTFO)
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53053 |
Resumo: | In this dissertation, the behavior of the addition of bismuth oxide (Bi2O3) on the BiCuTi3FeO12 ceramic matrix (BCTFO) was analyzed for application in dielectric resonant antennas (DRAs) in the microwave range. For this, composites were produced with the addition of Bi2O3 in the BCTFO matrix whose percentages varied from 0%, 20%, 60% and 80%. In order to confirm and study the crystalline structures of the BCTFO and Bi2O3 phases in the samples, X-ray diffractions were made. To characterize the microwave dielectric properties of these composites, first, the temperature coefficient of the resonance frequency (τf) was analyzed in each of the composites using the Silva-Fernandes-Sombra (SFS) method. As a result, such measures indicated thermal stability with increased Bi2O3 addition over the BCTFO ceramic matrix, as the τf varied from 1683 ppmºC-1 to 129 ppmºC-1 . Secondly, impedance measurements were made in the microwave range. Thus, the impedance measures indicated that the composites previously mentioned have resonant frequencies from 2.42 GHz to 3.65 GHz. In addition, the impedance measures also indicated a reduction in the relative permissiveness in relation to the percentage increase of Bi2O3 in the samples, because the relative permittivity varied from 71 to 21. Return losses were also obtained by means of impedance measurements in all samples and these showed less than -10 dB. In addition to the experimental measurements, computer simulations were used using the HFSS program in order to validate the data obtained experimentally and to obtain composite antenna parameters, such as: radiation diagram, directivity, gain and efficiency. Thus, all analyzed composites have good antenna parameters and can be applied as DRAs, since the efficiencies of all manufactured DRAs are above 50%. |
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A influência da adição de Bi2O3 nas propriedades dielétricas em micro-ondas da matriz BiCuTi3FeO12 (BCTFO)TeleinformáticaAntenas (Eletrônica)MicroondasCompositeMicrowaveIn this dissertation, the behavior of the addition of bismuth oxide (Bi2O3) on the BiCuTi3FeO12 ceramic matrix (BCTFO) was analyzed for application in dielectric resonant antennas (DRAs) in the microwave range. For this, composites were produced with the addition of Bi2O3 in the BCTFO matrix whose percentages varied from 0%, 20%, 60% and 80%. In order to confirm and study the crystalline structures of the BCTFO and Bi2O3 phases in the samples, X-ray diffractions were made. To characterize the microwave dielectric properties of these composites, first, the temperature coefficient of the resonance frequency (τf) was analyzed in each of the composites using the Silva-Fernandes-Sombra (SFS) method. As a result, such measures indicated thermal stability with increased Bi2O3 addition over the BCTFO ceramic matrix, as the τf varied from 1683 ppmºC-1 to 129 ppmºC-1 . Secondly, impedance measurements were made in the microwave range. Thus, the impedance measures indicated that the composites previously mentioned have resonant frequencies from 2.42 GHz to 3.65 GHz. In addition, the impedance measures also indicated a reduction in the relative permissiveness in relation to the percentage increase of Bi2O3 in the samples, because the relative permittivity varied from 71 to 21. Return losses were also obtained by means of impedance measurements in all samples and these showed less than -10 dB. In addition to the experimental measurements, computer simulations were used using the HFSS program in order to validate the data obtained experimentally and to obtain composite antenna parameters, such as: radiation diagram, directivity, gain and efficiency. Thus, all analyzed composites have good antenna parameters and can be applied as DRAs, since the efficiencies of all manufactured DRAs are above 50%.Nesta dissertação, foi analisado o comportamento da adição do óxido de bismuto (Bi2O3) sobre a matriz cerâmica BiCuTi3FeO12 (BCTFO) para aplicação em antenas ressoadoras dielétricas (DRAs) na faixa de micro-ondas. Para isso, foram produzidos compósitos com as adições de Bi2O3 na matriz BCTFO cujos percentuais variaram de 0%, 20%, 60% e 80%. Afim de confirmar e estudar as estruturas cristalinas das fases de BCTFO e Bi2O3 nas amostras, foram feitas difrações de Raios-X. Para caracterizar as propriedades dielétricas em micro-ondas desses compósitos, primeiramente, foi analisado em cada um dos compósitos o coeficiente de temperatura da frequência de ressonância (τf) por meio do método Silva-Fernandes-Sombra (SFS). Com isso, tais medidas indicaram uma estabilidade térmica com aumento da adição Bi2O3 sobre a matriz cerâmica BCTFO, pois o τf variou de 1683 ppmºC-1 a 129 ppmºC-1 . Segundamente, foram feitas medidas de impedância na faixa de micro-ondas. Dessa forma, as medidas impedância indicaram que os compósitos anteriormente citados possuem frequências ressonantes de 2,42 GHz a 3,65 GHz. Além disso, as medidas de impedância também indicaram uma redução da permissividade relativa em relação ao aumento percentual de Bi2O3 nas amostras, porque a permissividade relativa variou de 71 a 21. As perdas de retorno também foram obtidas por meio das medidas de impedância em todas as amostras e essas apresentaram menores que -10 dB. Além das medidas experimentais, foram usadas simulações computacionais por meio do programa HFSS com objetivo de validar os dados obtidos experimentalmente e de obter parâmetros de antenas dos compósitos, como: diagrama de radiação, diretividade, ganho e eficiência. Assim, todos os compósitos analisados possuem bons parâmetros de antenas e podem ser aplicados como DRAs, pois as eficiências de todas DRAs fabricadas estão acima de 50%.Sombra, Antônio Sérgio BezerraColares, Diego da Mota2020-07-22T11:35:51Z2020-07-22T11:35:51Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCOLARES, D. da M. A influência da adição de Bi2O3 nas propriedades dielétricas em micro-ondas da matriz BiCuTi3FeO12 (BCTFO). 2020. 48 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53053porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-04-09T13:19:56Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/53053Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:20:51.670292Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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