Interferômetro e sensor multibanda baseados na curva fractal de Hilbert
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41253 |
Resumo: | A geometria fractal vem sendo amplamente estudada e aplicada nos projetos de dispositivos planares de micro-ondas. Devido as suas propriedades de autossemelhança e autopreenchimento, elas são aplicadas no projeto de filtros, de superfícies seletivas em frequências, de antenas, etc, principalmente para se obter a miniaturização de suas estruturas e melhora de suas respostas em frequência. Nesse sentido, esta Tese propõe usar a curva fractal de Hilbert para miniaturização de dois dispositivos de micro-ondas. O primeiro é um interferômetro planar reconfigurável em que a linha de atraso é baseada na segunda interação da curva fractal de Hilbert. Diodos PINs são usados para chavear entre os estados ou linhas de atrasos. A reconfiguração da curva fractal de Hilbert aliada ao conceito da fractalidade, possibilita o projeto de interferômetros mais compactos. Resultados de simulação e medição são aqui apresentados para um interferômetro de 3 bits que opera entre 2,7 a 4,5 GHz. O segundo dispositivo consiste em um sensor multibanda fractal utilizando a quarta iteração da curva fractal de Hilbert que é utilizada para se obter um ressoador compacto. No projeto, os resultados de simulação e medição são apresentados e eles estão em boa concordância. O sensor apresenta cincos frequências de ressonâncias: 0,59, 1,73, 2,84, 3,88 e 4,92 GHz. Curvas de calibração foram levantadas com substratos de permissividades conhecidas e elas tiverem alto grau linear. Os resultados mostram que é possível utilizar o sensor para caracterizar permissividade real de substratos com baixas perdas em cinco frequências diferentes. |
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SILVA, Crislane Priscila do Nacimentohttp://lattes.cnpq.br/7473133554541536http://lattes.cnpq.br/4933635747860906MELO, Marcos Tavares de2021-10-01T17:13:55Z2021-10-01T17:13:55Z2020-12-17SILVA, Crislane Priscila do Nascimento. Interferômetro e sensor multibanda baseados na curva fractal de Hilbert. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41253ark:/64986/001300000gfc2A geometria fractal vem sendo amplamente estudada e aplicada nos projetos de dispositivos planares de micro-ondas. Devido as suas propriedades de autossemelhança e autopreenchimento, elas são aplicadas no projeto de filtros, de superfícies seletivas em frequências, de antenas, etc, principalmente para se obter a miniaturização de suas estruturas e melhora de suas respostas em frequência. Nesse sentido, esta Tese propõe usar a curva fractal de Hilbert para miniaturização de dois dispositivos de micro-ondas. O primeiro é um interferômetro planar reconfigurável em que a linha de atraso é baseada na segunda interação da curva fractal de Hilbert. Diodos PINs são usados para chavear entre os estados ou linhas de atrasos. A reconfiguração da curva fractal de Hilbert aliada ao conceito da fractalidade, possibilita o projeto de interferômetros mais compactos. Resultados de simulação e medição são aqui apresentados para um interferômetro de 3 bits que opera entre 2,7 a 4,5 GHz. O segundo dispositivo consiste em um sensor multibanda fractal utilizando a quarta iteração da curva fractal de Hilbert que é utilizada para se obter um ressoador compacto. No projeto, os resultados de simulação e medição são apresentados e eles estão em boa concordância. O sensor apresenta cincos frequências de ressonâncias: 0,59, 1,73, 2,84, 3,88 e 4,92 GHz. Curvas de calibração foram levantadas com substratos de permissividades conhecidas e elas tiverem alto grau linear. Os resultados mostram que é possível utilizar o sensor para caracterizar permissividade real de substratos com baixas perdas em cinco frequências diferentes.CAPESFractal geometry has been widely studied and applied microwave planar devices design. Due to their properties of self-similarity and self-filling, they are applied for filters, selective surfaces in frequencies, antennas, etc., mainly to obtain the miniaturization of their structures and improvement of their frequency responses. In this sense, this Thesis project proposes to use Hilbert's fractal curve for miniaturization of two microwave devices. The first one is a reconfigurable planar interferometer in which the delay line is based on the second interaction of the Hilbert fractal curve. PIN diodes are used to switch between states or delay lines. The reconfiguration of Hilbert's fractal curve, which has the property of self-filling space, allows the design of more compact interferometers. Simulation and experimental results are presented here for a 3-bit interferometer that operates between 2.7 to 4.5 GHz. The second device consists of a multi-band fractal sensor using the fourth iteration of the Hilbert fractal curve that is used to obtain a compact resonator. The design, simulation and measurement results are here presented and they are in good agreement. The sensor has five resonant frequencies: 0.59, 1.73, 2.84, 3.88 and 4.92 GHz. Calibration curves were plotted using substrates of known permissiveness. The calibration curves presented have a highly linear degree. The results show that it is possible to use the sensor to characterize real permissiveness of substrates with low losses at five different frequencies.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia ElétricaDispositivos de micro-ondasFractal de HilbertMiniaturizaçãoDetecção de FrequênciaSensor multibandaCaracterização dielétricaInterferômetro e sensor multibanda baseados na curva fractal de Hilbertinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Crislane Priscila do Nascimento Silva.pdfTESE Crislane Priscila do Nascimento Silva.pdfapplication/pdf3160554https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41253/1/TESE%20Crislane%20Priscila%20do%20Nascimento%20Silva.pdf250ebbe9690b80d055dfa516bbd8179cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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