Caracterização banda larga de antenas impressas sobre substratos com pequenas perdas: uma abordagem via FDTD/WP-PML e expansão em multipolos esféricos no domínio do tempo

• Autor(a) principal: Glaucio Lopes Ramos
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9GMH5R
• topic: Antenas multibanda; Diferenças finitas no domínio do tempo; Expansão em momentos; Multipolos esféricos; Engenharia elétrica; Antenas (Eletronica); Sistemas de comunicação em banda larga

O objetivo deste trabalho é a implementação de uma metodologia que permita a caracterização completa de antenas impressas sobre substratos de pequenas perdas em faixas de frequência arbitrariamente largas. Para isso foi desenvolvida uma abordagem baseada em métodos em eletromagnetismo computacional no domínio do tempo, a saber, diferenças finitas no domínio do tempo com camadas perfeitamente casadas bem posicionadas (FDTD/WP-PML) e uma expansão em multipolos esféricos desenvolvida recentemente. A aplicação criteriosa do FDTD/WP-PML sobre geometrias típicas de antenas impressas permite a determinação acurada de suas propriedades elétricas como elementos de circuito: perda de retorno e impedância de entrada. O princípio da equivalência é empregado de maneira a usar os campos tangenciais sobre a grade espacial do FDTD/WP-PML em conjunto com a expansão em multipolos esféricos para se obter uma transformação de campos próximos em campos distantes, de forma que normas de sinais temporais de potência e energia podem ser aplicadas para o cálculo de diagramas de radiação, tanto em regime transiente quanto em regime permanente. Métodos computacionais no domínio do tempo foram escolhidos na metodologia aqui desenvolvida por permitirem uma caracterização de antenas aplicadas a modernos sistemas de comunicação digitais multi-banda e de faixa ultra-larga (UWB). A principal vantagem das técnicas no domínio do tempo baseadas nos multipolos esféricos é que estas técnicas permitem a obtenção do diagrama de radiação das antenas no domínio do tempo e no domínio da frequência, sendo, portanto, muito útil na caracterização unificada de antenas UWB no domínio do tempo e da frequência. Resultados são apresentados para a perda de retorno de antenas multi-banda típicas e de antena UWB, bem como para diagramas de radiação de uma antena UWB, atestando a aplicabilidade da metodologia aqui apresentada.