Aplicação de DGS em formato H para supressão e atenuação de modos de ordem superior em antenas de microfita
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/30105 |
Resumo: | Nos últimos anos, tem se observado uma maior demanda por dispositivos de comunicação sem fio para frequências em micro-ondas. Para esses dispositivos alguns requisitos são desejados, entre eles, ocupação em espaço reduzido, leveza, facilidade de fabricação e integração com circuitos eletrônicos. Neste cenário, as antenas de microfita apresentamse como uma boa opção. Entretanto, esse tipo de antena pode excitar modos de ordem superior, condição que pode ser inadequada para algumas aplicações. Assim, esta tese tem por objetivo a análise de filtros DGS em formato H, integrados a antena de microfita do tipo patch retangular, visando supressão e/ou atenuação de modos de ordem superior. O projetado e a análise do filtro são realizados de forma independente do projeto da antena. A integração do DGS em formato H permite eliminar o uso de filtros entre o amplificador de radiofrequência (RF) e a antena. Esta situação, além de permitir a redução das dimensões do dispositivo de comunicação sem fio, também reduz as perdas de inserção. Os pesos e barra do DGS H são dimensionados por meio do cálculo das dimensões iniciais e relacionam-se com o comprimento de onda (λ), o que faz do método apresentado uma proposta adequada para projetos de filtro H. Uma análise paramétrica das dimensões do filtro DGS é realizada e sua resposta em frequência é determinada em função das dimensões físicas. Foram projetadas duas antenas para comprovar a eficácia da proposta, sendo uma para a frequência em 2,45 GHz e outra em 5,80 GHz. Os resultados demostram a supressão e/ou atenuação dos modos de ordem superior para as antenas estudadas. Os modos excitados são investigados por meio dos campos modais e da resposta em frequência (S11). Os resultados simulados e medidos são apresentados e discutidos e uma boa concordância entre esses resultados é observada. |
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Souza, Francisco Ary Alves deSilva, José Patrocínio daRodrigues, Márcio Eduardo da CostaSerres, Alexandre Jean ReneGomes Neto, AlfredoCampos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira2020-09-18T17:47:25Z2020-09-18T17:47:25Z2020-06-10SOUZA, Francisco Ary Alves de. Aplicação de DGS em formato H para supressão e atenuação de modos de ordem superior em antenas de microfita. 2020. 100f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/30105Nos últimos anos, tem se observado uma maior demanda por dispositivos de comunicação sem fio para frequências em micro-ondas. Para esses dispositivos alguns requisitos são desejados, entre eles, ocupação em espaço reduzido, leveza, facilidade de fabricação e integração com circuitos eletrônicos. Neste cenário, as antenas de microfita apresentamse como uma boa opção. Entretanto, esse tipo de antena pode excitar modos de ordem superior, condição que pode ser inadequada para algumas aplicações. Assim, esta tese tem por objetivo a análise de filtros DGS em formato H, integrados a antena de microfita do tipo patch retangular, visando supressão e/ou atenuação de modos de ordem superior. O projetado e a análise do filtro são realizados de forma independente do projeto da antena. A integração do DGS em formato H permite eliminar o uso de filtros entre o amplificador de radiofrequência (RF) e a antena. Esta situação, além de permitir a redução das dimensões do dispositivo de comunicação sem fio, também reduz as perdas de inserção. Os pesos e barra do DGS H são dimensionados por meio do cálculo das dimensões iniciais e relacionam-se com o comprimento de onda (λ), o que faz do método apresentado uma proposta adequada para projetos de filtro H. Uma análise paramétrica das dimensões do filtro DGS é realizada e sua resposta em frequência é determinada em função das dimensões físicas. Foram projetadas duas antenas para comprovar a eficácia da proposta, sendo uma para a frequência em 2,45 GHz e outra em 5,80 GHz. Os resultados demostram a supressão e/ou atenuação dos modos de ordem superior para as antenas estudadas. Os modos excitados são investigados por meio dos campos modais e da resposta em frequência (S11). Os resultados simulados e medidos são apresentados e discutidos e uma boa concordância entre esses resultados é observada.In recent years, there has been a greater demand for wireless communication devices for microwave frequencies. For these devices some requirements are desired such as occupation in reduced space, weightlessness, ease of manufacture and integration with electronic circuits. In this scenario, microstrip antennas are a good option. However, this type of antenna can excite higher-order modes, a condition that may be inappropriate for some applications. So, this work aims to analyze DGS filters in H-format, integrated into the rectangular patch microstrip antenna, pointing at suppression and/or attenuation of higher-order modes. The filter design and analysis are carried out independently of the antenna design. The integration of the DGS in H-format allows to eliminate the use of filters between the radio frequency (RF) amplifier and the antenna. This situation, in addition to reducing the dimensions of the wireless communication device, also reduces insertion losses. The DGS H weights and bar are dimensioned by calculating the initial dimensions and are related to the wavelength (λ), which makes the presented method an adequate proposal for H filter designs. A parametric analysis of the dimensions of the DGS filter is performed and its frequency response is determined according to the physical dimensions. Two antennas were designed to prove the effectiveness of the proposal, one for the frequency at 2.45 GHz and the other at 5.80 GHz. The results demonstrate the suppression and/or attenuation of the higher-order modes for the studied antennas. The excited modes are investigated through the modal fields and the frequency response (S11). The simulated and measured results are presented and discussed and a good agreement between these results is observed.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOUFRNBrasilSupressão de harmônicoControle de modos de ordem superiorAntena de microfitaDGSAplicação de DGS em formato H para supressão e atenuação de modos de ordem superior em antenas de microfitainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdfapplication/pdf5808651https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30105/1/AplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdfa90289a485e606d5bd9fe040036e9ac8MD51TEXTAplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.txtAplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain131423https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30105/2/AplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.txta257afd4b8b3e6733c030b26acd3e2a0MD52THUMBNAILAplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.jpgAplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1462https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30105/3/AplicacaoDGSformato_Souza_2020.pdf.jpg740992893bf141ad621b6e30e69f15d4MD53123456789/301052020-09-20 04:50:39.256oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/30105Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-09-20T07:50:39Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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