Análise e projeto de antenas de microfita em substratos cerífereos para aplicações em sistemas IEEE 802.11ax

• Autor(a) principal: Magno, José de Arimatéia Pinto
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48525
• topic: Cera de carnaúba; Antena de microfita; IEEE 802.11ax; Miniaturização

As necessidades de novos sistemas de comunicações sem fio exigem que os dispositivos radiantes sejam cada dia mais estáveis e confiáveis. Nos últimos anos, várias propostas de soluções são observadas na literatura para melhorar o desempenho das antenas planares aplicadas nos sistemas modernos de comunicações sem fio. Esse trabalho propõe de maneira inovadora o uso de substratos ceríferos como uma solução biodegradável, de baixo custo e com diversas possibilidades de aplicações para o desenvolvimento de antenas de microfitas miniaturizadas. Foram desenvolvidas antenas planares para aplicações em serviços do protocolo IEEE 802.11 ax. Ao longo deste trabalho será apresentado o processo de caracterização do material proposto, confecção dos substratos, projeto e fabricação das antenas propostas, análise numérica e caracterização experimental. Foram selecionados 4 tipos de substratos ceríferos baseados na cera de carnaúba, e determinadas as principais características por meio de análises das propriedades elétricas do material, difração de Raios-x e termogravimetria. Com os resultados da caraterização dos substratos os dispositivos radiantes foram projetados e numericamente analisados pelo método dos Elementos Finitos, utilizando o software Ansys HFSS®. As antenas foram experimentalmente caracterizadas na faixa frequência de 1 GHz a 8,5 GHz, onde foi possível constatar que o material empregado como substrato apresentou estabilidade e boas propriedades para aplicações em circuitos planares como o caso de antenas de microfita. Acrescenta-se ainda a possibilidade de miniaturização dos elementos radiantes com o uso da cera de carnaúba como substrato, quando comparadas com a mesma estrutura projetada em um substrato comercial padrão como o FR4, foi alcançado um fator de miniaturização de 44,5% no volume da antena A1 e uma redução de 70% na área de cobre da antena A2.