Desenvolvimento de uma técnica numérica para análise de superfícies seletivas em frequência do tipo absorve-transmite

• Autor(a) principal: Santos, Eliel Poggi dos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28089
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Absorvedores de micro-ondas; Superfícies seletivas em frequência; Técnica numérica; Técnica dos circuitos equivalente; Técnica da matriz de espalhamento

Os sistemas modernos de comunicação sem fio utilizam diversos tipos de dispositivos como antenas, moduladores, filtros, detectores, absorvedores e diversos outros tipos. Em particular, os absorvedores de ondas eletromagnéticas tornaram-se componentes críticos em sistemas de segurança, detecção e imagem. Os fundamentos dos absorvedores baseiam-se em configurações que permitem o controle da absorção de ondas eletromagnéticas. Atraíram considerável atenção dos pesquisadores devido o aumento dos requisitos de desempenho de absorção de micro-ondas, bom desempenho em aplicações civis e surgimento de novos tipos de materiais absorvedores de microondas, resultando em consideráveis progressos. Nesse sentido, diversos parâmetros são usualmente analisados por meio de métodos de onda completa e métodos numéricos. Ambos são utilizados em muitos casos no núcleo de softwares comercicais como também em métodos híbridos. A utilização de técnicas numéricas mais simples permite uma análise de comportamentos de reflexão e de transmissão de maneira adequada com boa aproximação principalmente em estruturas cascateadas. Nesse trabalho a estrutura do absorvedor é composta com uma superfície seletiva em frequência (FSS – frequency selective surface) condutiva e uma FSS resistiva na qual há um espaçamento d entre as FSS. A FSS condutiva é formada por um dielétrico FR-4 com permissividade elétrica de 4,4 e as geometrias formadas por fitas condutivas de cobre. As FSS resistivas apresentam um dielétrico FR-4 com permissividade elétrica de 4,4 e as geometrias são formadas por materiais resistivos OhmegaPly 1A50PT (35 micron – 50 ohms/sq). Nesta Tese foi desenvolvida uma técnica numérica para análise de absorvedores de micro-ondas integrados a superfícies seletivas em frequência. Utilizou-se uma modelagem para a FSS condutiva e outra para a FSS resistiva, ambas utilizando a técnica dos circuitos equivalentes baseadas nas equações de Marcuvitz. Já para a análise do conjunto ou cascateamento das estruturas utilizou-se a técnica da matriz de espalhamento. Parâmetros internos do método como os coeficientes das equações da indutância e da susceptância, resistência, reatâncias indutivas e capacitivas das estruturas foram analisados com o objetivo de permitir uma melhor aproximação com relação às simulações e medições. Os absorvedores projetados utilizaram a geometria dipolo cruzado e geometria espira quadrada, ambos projetados e medidos em laboratório. A técnica numérica de análise apresentou boa concordância com os resultados medidos e simulados das estruturas propostas nesse trabalho como também com outros absorvedores medidos e simulados apresentados na literatura. Melhorias e modificações podem ser ajustadas para outras aplicações, utilização com técnicas de otimização, algoritmos híbridos e outros projetos de estruturas periódicas.