Novas técnicas para a síntese de antenas duplo-refletoras circularmente simétricas com o controle de iluminação na abertura

• Autor(a) principal: Tcharles Vinícius Bernardes de Faria
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/58726
• topic: Antenas duplo-refletoras circularmente simétricas; Fase não uniforme; Óptica geométrica; Refletores modelados; Seções cônicas; Engenharia elétrica; Antenas refletoras; Óptica geométrica; Seções cônicas

Para sistemas de comunicação sem fio com alto desempenho, o uso de antenas duplo-refletoras modeladas pode ser uma opção atrativa. A modelagem de refletores permite a redistribuição desejada de iluminação na abertura, provendo um diagrama de radiação mais eficiente. Nas últimas décadas, as técnicas para sintetizar refletores circularmente simétricos foram exaustivamente investigadas. Baseiam-se nos princípios da Óptica Geométrica (GO) e na avaliação numérica de equações diferenciais ou no emprego de seções cônicas, porém com fase uniforme na abertura. Assim, o desenvolvimento de formulações para a síntese de antenas refletoras com o controle simultâneo de amplitude e fase na abertura torna-se uma nova classe de problemas a serem investigados. Neste contexto, a presente tese apresenta novas técnicas para sintetizar antenas duplo-refletoras circularmente simétricas baseadas nas configurações de eixo deslocado e naquelas que possuem cobertura omnidirecional. Para tal, foram desenvolvidos algoritmos iterativos fundamentados nos princípios da GO, utilizando a concatenação contínua de seções cônicas para representar as duas geratrizes modeladas. Diferentemente dos trabalhos disponíveis na literatura, aqui a geratriz do refletor principal modelado é sempre descrita por elipses, provendo o controle de amplitude e fase do campo na abertura. Relata-se que as geometrias sintetizadas foram analisadas pelo Método dos Momentos (MoM), validando as novas técnicas. Inicialmente, as antenas foram modeladas com fase uniforme na abertura, ilustrando com sucesso a funcionalidade dos procedimentos. Para cada caso, um estudo de convergência numérica foi realizado para avaliar a acurária dos algoritmos de síntese propostos. Como esperado, verificou-se que as taxas de erro diminuem quando o número de cônicas aumenta. Em seguida, foram propostas novas formulações para a síntese das distribuições de fase não uniforme na abertura a fim de prover, segundo os princípios da GO, diagramas de topo plano, isoflux e cossecante-ao-quadrado. Para validar as fases não uniformes, o campo elétrico na região de campo distante foi obtido empregando o Método da Abertura. Consequentemente, foi possível sintetizar as presentes antenas com as fases não uniformes, demonstrando que as mesmas produziram as especificações desejadas de iluminação na abertura.